Лазерные оптико-акустические газоанализаторы на основе резонансного дифференциального оптико-акустического детектора. тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Шерстов Игорь Владимирович

• Шерстов Игорь Владимирович
• доктор наук
• 2026

Оглавление диссертации доктор наук Шерстов Игорь Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Цели исследования

Задачи исследования

Методы исследования

Положения, выносимые на защиту

Степень достоверности

Новизна полученных результатов

Практическая значимость полученных результатов

Апробация результатов

Опубликование результатов диссертационного исследования

Личный вклад автора

Структура и объем диссертации

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОПТИКО-

АКУСТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

1.1 Введение

1.2 Использование объемных резонансных ОАД

1.3 Использование продольных резонансных ОАД

1.4 Использование резонаторов Гельмгольца

1.5 Использование резонансных дифференциальных ОАД

1.6 Использование кварцевых камертонов (технология QEPAS)

1.7 Использование кантилеверных датчиков (технология CEPAS)

1.8 Размещение ОАД внутри высокодобротных оптических резонаторов

1.9 Заключение

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКИХ

ДЕТЕКТОРОВ РАЗЛИЧНЫХ ТИПОВ

2.1 Введение

2.2 Экспериментальная установка

2.3 Исследование параметров резонансного дифференциального ОАД

2.4 Исследование параметров кольцевого резонансного ОАД

2.5 Исследование параметров продольного резонансного ОАД

2.6 Исследование параметров дифференциального резонатора Гельмгольца

2.7 Анализ экспериментальных результатов по исследованию параметров

различных типов резонансных ОАД

2.8 Выбор оптимальной конструкции резонансного ОАД

2.9 Оперативное измерение низшей резонансной частоты

дифференциального ОАД

2.10 Допустимая скорости прокачки воздуха через резонансный дифференциальный детектор ОАД-90

2.11 Измерение величины минимально детектируемого поглощения

2.12 Заключение

Краткие выводы к главе

Глава 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНОГО

ЛАЗЕРНОГО ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕИСКАТЕЛЯ SF6

3.1 Введение

3.2 Предпосылки для создания лазерного ОА-газоанализатора SF6

3.3 Первые варианты лазерного ОА-газоанализатора SF6 с нормировкой

по мощности излучения

3.4 Новые оптические схемы ОА-газоанализаторов с газонаполненными ОА-ячейками

3.5 Экспериментальное исследование лазерного ОА-газоанализатора SF6

с газонаполненными ОА-ячейками

3.6 Снижение энергопотребления лазерного ОА-газоанализатора SF6

3.7 Расширение динамического диапазона измерения концентрации

до 1000 ррт 8Б6

3.8 Разработка лазерного ОА-течеискателя 8Б6 «КЛЯЛТ»

3.9 Испытания лазерного ОА-течеискателя 8Б6 «КЛЯЛТ»

3.10 Расширение динамического диапазона измерения концентрации

до 100 % 8Б6

3.11 Заключение

Краткие выводы к главе

Глава 4. РАЗРАБОТКА МЕДИЦИНСКОГО ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОГО

ГАЗОАНАЛИЗАТОРА ВЫДЫХАЕМОГО ВОЗДУХА «ЛазерБриз»

4.1 Введение

4.2 Комбинированный параметрический генератор света с диапазоном непрерывной перестройки 2,5.. .10,8 мкм

4.3 Разработка медицинского ОА-газоанализатора «ЛазерБриз»

4.4 Разработка новой системы сбора и осушения проб выдоха пациентов

4.5 Исследование спектров поглощения различных газов

4.6 Заключение

Краткие выводы к главе

Глава 5. РАЗРАБОТКА АЭРОМОБИЛЬНОГО ЛАЗЕРНОГО ОПТИКО-

АКУСТИЧЕСКОГО ГАЗОАНАЛИЗАТОРА МЕТАНА

5.1 Введение

5.2 Исследование лазерного ОА-газоанализатора метана на длине волны 7,7 мкм

5.3 Модернизация резонансного дифференциального детектора ОАД-90

5.4 Сравнение полученных результатов с параметрами других ОА-газоанализаторов метана

5.5 Приборная реализация аэромобильного лазерного ОА Сенсора метана

5.6 Заключение

Краткие выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Публикации автора на тему диссертации

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Дополнительные материалы по разработке лазерного

ОА-течеискателя элегаза серии «КЛЯЛТ»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б. Дополнительные материалы по разработке лазерного

ОА-газоанализатора «ЛазерБриз»

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Акты внедрения

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Лазерные оптико-акустические газоанализаторы на основе резонансного дифференциального оптико-акустического детектора.»

Актуальность исследования

Детектирование наличия в пробах воздуха примесей различных газов чрезвычайно важно для обнаружения течей в контейнерах, содержащих различные газы под высоким давлением, а также для обнаружения скрытого вещества, например, взрывчатки, наркотиков, горючих веществ в багаже пассажиров и проч. Также крайне актуально обнаружение метана в сверхмалых концентрациях при геологоразведочных работах, в шахтах, в подземных сооружениях. Для безопасности работников крайне важно оперативное обнаружение накопления углекислого газа, угарного газа и других опасных газов, характерных для данного вида работ. Своевременное обнаружение утечек газа в газифицированных жилых домах может предотвратить трагедию и спасти десятки и сотни жизней. Сфера применения устройств для обнаружения газовых примесей существенно зависит от чувствительности этих приборов, от их стоимости, габаритов, надёжности и от оперативности получения результата измерения. Таким образом, наиболее востребованы газоанализаторы, характеризующиеся высокой чувствительностью, малым временем измерения, малыми габаритами, приемлемой стоимостью и высокой надёжностью. Это делает особенно актуальными исследования, направленные на создание современных методов высокочувствительного детектирования газовых примесей, основанными на спектроскопии, поскольку эти методы обеспечивают наивысшую потенциальную чувствительность, позволяют регистрировать сверхмалые концентрации примесей в различных газовых смесях.

Наиболее чувствительными лабораторными методами газоанализа являются газовая хроматография и масс-спектрометрия, а также комбинация этих методов [1-4], которые обладают непревзойденной чувствительностью и избирательностью, однако практически не могут работать в режиме реального времени и в полевых условиях. С развитием новых лазерных технологий появился ряд методов локального и дистанционного газоанализа атмосферы (например, использование многопроходных ячеек [5-9], диодная лазерная спектроскопия (TDLS) [10-15], метод CRDS (Cavity Ring-Down Spectroscopy) [16-19] и др. [20-24]), которые позволяют проводить исследования окружающей среды в реальном времени и в полевых условиях, в т. ч. с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [25-27].

Метод лазерной оптико-акустической спектроскопии (ЛОАС) [28-35] является одним из наиболее чувствительных методов лазерного газоанализа атмосферы, позволяющий локально измерять микроконцентрации различных примесных и загрязняющих газов в режиме реального времени. В последние -30...35 лет исследователи из разных стран мира активно работали над

созданием лазерных оптико-акустических (ОА) газоанализаторов, используя различные типы лазеров УФ, видимого, ближнего, среднего ИК и ТГц диапазонов, разрабатывали новые варианты оптико-акустических детекторов (ОАД) [32-35]. С появлением перестраиваемых полупроводниковых лазеров ближнего и среднего ИК диапазонов (диодных, квантово-каскадных и др. [21, 36, 37]) появилась возможность создания портативных высокочувствительных ОА-газоанализаторов, которые по ряду основных параметров (чувствительность, быстродействие, динамический диапазон и проч.) превосходят существующие традиционные переносные газоанализаторы и течеискатели.

При построении лазерных ОА-газоанализаторов используют различные типы резонансных или нерезонансных ОАД или их аналоги: объемные акустические резонаторы, продольные или дифференциальные резонансные ОАД, акустические резонаторы Гельмгольца, кварцевые камертоны (QEPAS технология), кантилеверные сенсоры (CEPAS технология), и др. [32-35]. Одной из проблем используемых ОАД является их чувствительность к поглощению в окнах детектора, которая приводит к снижению пороговой чувствительности лазерных ОА-газоанализаторов. Для решения этой проблемы разработаны конструкции открытых ОАД без окон [38-41], однако такие детекторы не нашли широкого применения вследствие их повышенной чувствительности к внешнему акустическому шуму. Поэтому поиск технических решений по снижению чувствительности ОАД к поглощению в окнах и повышению пороговой чувствительности лазерных ОА-газоанализаторов является актуальным, полезным и своевременным.

В лазерных ОА-газоанализаторах обычно используется традиционная оптическая схема с нормировкой сигналов поглощения исследуемого газа-маркера в измерительном ОАД по мощности излучения лазера [32-35, 42, 43]. Однако при нестабильности длины волны лазерного излучения (Xi ± АХ) (как, например, у CO2 лазера, работающего в свободном режиме генерации) сечение поглощения газа-маркера испытывает вариации [og(Xi) ± Aog], что приводит к нарушению концентрационной калибровки отклика лазерного ОА-газоанализатора и снижению точности измерения концентрации газа-маркера. Поэтому чрезвычайно востребована разработка новых оптических схем построения лазерных ОА-газоанализаторов, у которых концентрационная калибровка отклика на поглощения исследуемого газа-маркера слабо зависит от влияния спонтанной перестройки длины волны лазерного излучения.

Цели исследования

1) Разработка компактных высокочувствительных лазерных оптико-акустических газоанализаторов на основе перестраиваемых лазеров среднего ИК диапазона и резонансного дифференциального оптико-акустического детектора, обеспечивающих работу в режиме реального времени и в полевых условиях.

2) Повышение точности и воспроизводимости измерения поглощения газа лазерными ОА-газоанализаторами в условиях нестабильности длины волны лазерного излучения, изменения температуры и состава исследуемых газовых смесей.

3) Расширение сфер применения лазерных ОА-газоанализаторов.

Задачи исследования

1) Сравнение разных подходов и методов лазерной оптико-акустической спектроскопии, создание набора альтернативных устройств на основе различных методов, экспериментальное исследование достоинств и недостатков каждого из устройств. Обоснование выбора оптимального варианта резонансного ОАД для дальнейшего использования его в составе разрабатываемых лазерных ОА-газоанализаторов.

2) Разработка метода оперативного измерения низшей резонансной частоты ОАД в условиях изменения температуры и состава анализируемых газовых смесей.

3) Экспериментальное и теоретическое подтверждение точностных характеристик разработанного лазерного ОА-газоанализатора SF6 на основе волноводного СО2 лазера, резонансного дифференциального ОАД, отпаянной газонаполненной ОА-ячейки в условиях нестабильности длины волны излучения лазера.

4) Обоснование выбора параметров режима работы отдельных элементов ОА-газоанализатора, таких как выбор и обоснование типа лазера, оптимизация мощности излучения лазера и других параметров его режима работы.

5) Разработка концепции создания измерительных устройств и экспериментальное подтверждение ее обоснованности путем реализации и исследования высокочувствительного переносного лазерного ОА-газоанализатора SF6 на основе СО2 лазера, резонансного дифференциального ОАД, отпаянной газонаполненной ОА-ячейки.

6) Обеспечение возможности применения метода ЛОАС в медицине для проведения в условиях клиники экспресс-диагностики выдоха пациентов за счёт обеспечения многокомпонентности определения газового состава выдыхаемого воздуха, высокой точности, воспроизводимости, достоверности измерений концентрации газовых примесей, экспериментальное доказательство полезности предлагаемых научно-технических решений.

7) Обеспечение применения метода ЛОАС и устройств для геолого-геофизических исследований в полевых условиях за счёт повышения чувствительности, надёжности, малогабаритности, а также разработка, исследование и реализация аэромобильного лазерного ОА-сенсора метана на основе предложенных научно-технических решений.

Методы исследования: теоретический анализ с применением когерентной и физической оптики, математическое моделирование, патентный поиск, реализация физических устройств, исследование и модификация измерительных установок, алгоритмов их работы и оптической схемы, теоретическое и экспериментальное обоснование выбора оптических и физических элементов, лазера, выбора его параметров работы, экспериментальная проверка, статистический анализ и оценка погрешностей измерения.

В ходе работ соискателем исследованы конструкции и параметры различных резонансных

ОАД:

- резонансный дифференциальный ОАД [33];

- резонансный кольцевой ОАД [44];

- резонансный продольный ОАД [45];

- дифференциальный резонатор Гельмгольца [46].

Для исследования акустических параметров резонансных ОАД и формирования в них резонансных акустических мод использованы различные типы детекторов, оборудованные рядом микрофонов и малогабаритных пьезоэлектрических звуковых излучателей, установленных в акустических резонаторах и в буферных полостях детекторов. Это позволило раскрыть некоторые важные особенности формирования резонансных акустических мод исследуемых резонансных ОАД, выявить достоинства и недостатки различных типов и моделей исследуемых детекторов, установить ряд закономерностей, которые помогли выбрать и создать оптимальную конструкцию резонансного ОАД с минимальной чувствительностью к поглощению в окнах детектора.

При исследовании параметров ОА-газоанализаторов соискателем использованы различные типы лазеров среднего ИК диапазона:

- волноводный СО2 лазер с ВЧ возбуждением, работающий в режиме свободной генерации при спонтанной перестройке длины волны излучения вблизи X ~ 10,6 мкм;

- автоматизированный перестраиваемый волноводный СО2 лазер с ВЧ возбуждением, работающий на фиксированных линиях генерации в спектральном диапазоне X ~ 9,2.. .10,8 мкм;

- широкополосный комбинированный ПГС, плавно перестраиваемый в спектральном диапазоне X ~ 2,5.10,8 мкм;

- квантово-каскадный лазер (ККЛ), работающий на длине волны X ~ 7,7 мкм.

Положения, выносимые на защиту

1) В резонансном дифференциальном оптико-акустическом детекторе (ОАД) на низшей резонансной частоте формируется акустическая мода (типа А) с кольцевой траекторией распространения колебаний давления через оба акустических резонатора, у которой узлы выступают в буферные полости на расстояние 1...2 мм и не контактируют с окнами детектора, что снижает влияние поглощения в окнах.

2) В резонансном дифференциальном ОАД при малой длине буферных полостей, равной (1.1,5) диаметра акустических резонаторов, обеспечивается максимальное удаление низшей резонансной частоты кольцевой акустической моды (типа А) от резонансной частоты ближайшей продольной акустической моды (типа В), у которой пучности колебаний давления расположены на окнах детектора.

3) Использование разработанного метода оперативного (~0,1 с) и точного (±0,1 Гц) измерения низшей резонансной частоты дифференциального ОАД обеспечивает сохранение концентрационной калибровки отклика ОАД на поглощение газа-маркера в условиях изменения температуры и состава исследуемых газовых смесей.

4) Применение отпаянной газонаполненной ОА-ячейки для нормировки сигналов измерительного ОАД вместо измерителя мощности обеспечивает снижение на порядок погрешности измерения концентрации поглощающего газа-маркера в условиях нестабильности длины волны излучения лазера.

5) Оптико-акустический газоанализатор на основе СО2 лазера, резонансного дифференциального ОАД и отпаянной газонаполненной ОА-ячейки обеспечивает экстремально высокую чувствительность детектирования примеси SF6 в воздухе на уровне ~100 ppt. При этом за счёт специально разработанных методов измерений в одном приборе достигается рекордный динамический диапазон измерения концентрации SF6 до 10 декад (от 100 ppt до 100 % SF6).

Степень достоверности

Достоверность полученных результатов диссертационной работы подтверждается хорошим совпадением теоретических расчетов с результатами экспериментальных измерений, повторяемостью результатов, снижением зависимости точности измерений исследуемых ОА-газоанализаторов от вариации режима работы лазеров в пределах допустимого отклонения от оптимального режима (теоретически и экспериментально обоснованного). Разработанный по итогам проведенных исследований при определяющем участии соискателя высокочувствительный лазерный ОА-течеискатель ББб («KARAT» / «SF6LaserGasTest») более 10 лет производится мелкими сериями, официально зарегистрирован в реестре Средств измерений Росстандарта. Другие разработанные образцы лазерных ОА-газоанализаторов также

прошли проверку в различных областях науки и техники, в т. ч. в медицине. При использовании лазерных ОА-газоанализаторов, разработанных при участии соискателя, защищена 1 кандидатская диссертация [47] на медицинскую тематику.

Новизна полученных результатов

1) В резонансном дифференциальном ОАД, содержащем два параллельных продольных акустических резонатора и две буферные полости по краям, на низшей резонансной частоте формируется стоячая звуковая волна (типа А) с кольцевой конфигурацией распространения колебаний давления через оба акустических резонатора, которая выступает из акустических резонаторов в буферные полости детектора на расстояние -1...2 мм (где расположены узлы колебаний) и не достигает фланцев (окон) резонансного дифференциального ОАД, что значительно снижает чувствительность данного детектора к поглощению в окнах.

2) В резонансном продольном ОАД, содержащем один продольный акустический резонатор и две буферные полости по краям, в резонансе формируются только продольные стоячие акустические волны (типа С), которые распространяются по всей длине детектора, включая буферные полости, отражаются от фланцев ОАД, где расположены пучности колебаний давления, что существенно повышает чувствительность данного детектора к поглощению в окнах.

3) Разработан специальный метод оперативного измерения низшей резонансной частоты ОАД, обеспечивающий стабильность отклика измерительного детектора в условиях изменения температуры и состава исследуемых газовых смесей и повышение точности измерения поглощения газа.

4) Предложены новые оптические схемы построения лазерного ОА-газоанализатора с использованием отпаянных газонаполненных ОА-ячеек. В условиях спонтанной перестройки длины волны излучения лазера экспериментально и теоретически подтверждены точностные характеристики разработанных оптических схем ОА-газоанализатора с нормировкой сигналов поглощения в измерительном ОАД по сигналам поглощения в отпаянной газонаполненной ОА-ячейке вместо традиционной нормировки по мощности излучения лазера.

5) Экспериментально показана возможность расширения динамического диапазона измерения концентрации гексафторида серы с помощью разработанного лазерного ОА-газоанализатора SF6 до ~10 декад (от ~100 ppt до 100 % SF6), реализованная в одном приборе.

Практическая значимость полученных результатов

1) Разработан вариант резонансного дифференциального ОАД с малой длиной буферных полостей, сравнимой с диаметром акустических резонаторов, который имеет минимальную чувствительность к поглощению в окнах, расширяет сферу и повышает эффективность применения детекторов этого вида; изготовленные образцы по этому варианту детектора активно используются различными группами исследователей в мире.

2) Разработан метод оперативного измерения низшей резонансной частоты ОАД, который позволяет практически в реальном времени (~0,1 с) с высокой точностью (±0,1 Гц) настроиться на рабочую точку измерительного резонансного ОАД (низшая резонансная частота) в условиях изменения температуры и состава газовых смесей.

3) Для снижения погрешности измерения концентрации газа-маркера, связанной с нестабильностью длины волны излучения лазера, разработаны новые оптические схемы построения ОА-газоанализатора, в которых для нормировки сигналов поглощения в измерительном ОАД используется отпаянная газонаполненная ОА-ячейка, заполненная газовой смесью с примесью исследуемого газа-маркера, вместо измерителя мощности лазера.

4) Для снижения энергопотребления ОА-газоанализатора SF6 на основе волноводного СО2 лазера предложено установить частоту повторения импульсов излучения равной одной из субгармоник низшей резонансной частоты измерительного ОАД при оптимальном уровне средней мощности излучения CO2 лазера не менее 150 мВт.

5) Разработан переносной высокочувствительный лазерный ОА-течеискатель SF6 с пороговой чувствительностью ~100 ppt, которая превышает чувствительность лучших коммерческих течеискателей SF6 в мире как минимум в 1000 раз. Разработанный лазерный ОА-течеискатель элегаза «КЛЯЛТ» / «5^6Ьа$етСа$Те$Ъ> зарегистрирован в реестре Средств измерения Росстандарта.

6) Разработан лазерный ОА-газоанализатор медицинского назначения на основе широкополосного перестраиваемого ПГС (X = 2,5.10,8 мкм) для проведения многокомпонентного экспресс-анализа выдоха пациентов, страдающих различными заболеваниями, который активно используется по назначению в медицинских клиниках г. Томска.

7) Для сбора и осушения проб выдоха пациентов разработана новая универсальная система пробоподготовки, основанная на вымораживании проб выдыхаемого воздуха в пробоотборном пакете, помещенном на определенное время в низкотемпературный морозильник.

8) Разработан аэромобильный высокочувствительный ОА-газоанализатор метана на основе квантово-каскадного лазера (X ~ 7,7 мкм), резонансного дифференциального ОАД,

отпаянной газонаполненной ОА-ячейки, предназначенный для выполнения ряда геолого-геофизических работ в полевых условиях на борту БПЛА.

Апробация результатов

Основные результаты диссертационной работы были доложены на 24 российских и международных конференциях [А26-А33, А45-А68]: Междунар. симп. «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы» (2004, 2005, 2008, 2011, 2013, 2019, 2023); Рабочая группа по сокращению эмиссии метана на предприятиях нефтегазовой промышленности (2005, Томск, Россия); 15th Symp. on High-Resolution Molecular Spectroscopy (2006, Nizhny Novgorod, Russia); IX Российско-китайский симп. по лазерной физике и лазерным технологиям (2008, Томск, Россия); VII Междунар. конф. молодых ученых и специалистов «0птика-2011» (2011, Санкт-Петербург, Россия); XVI GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme 2012 (Nürnberg, Germany); AMA Conferences 2013 (13th Intern. Conf. on Infrared Sensors & Systems, 2013, Nuremberg, Germany); Int. Symp. on Photonics and Optoelectronics (SOPO-2013, Beijing, China); VIII Int. Forum on Strategic Technology 2013 (IF0ST-2013, Ulaanbaatar, Mongolia); Int. Symp. "Modern Problems of Laser Physics" (2013, 2021) (Novosibirsk, Russia); Int. Conf. "Noninvasive express diagnostics of pulmonary diseases based on control of patient's gas emission using methods of IR and Terahertz laser spectroscopy 2013" (г. Пушкин, Санкт-Петербург, Россия); Int. Conf. "Fundamentals of Laser Assisted Micro- and Nanotechnologies 2013" (St. Petersburg, Russia); Int. Conf. on Laser Applications in Life Sciences 2014 (German-Chinnese Workshop on Biomedical Photonics); V Russian-Chinese Workshop and School for Young Scientists on Laser Physics and Photonics (RCWLP&P-2015, Novosibirsk, Russia); Науч-практ. конф. с междунар. участием "Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность 2017" (Севастополь, Россия); Int. Conf. Laser Optics (ICLO 2020, 2022, Saint Petersburg, Russia); 23rd Int. Conf. of Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM) (2022, Novosibirsk, Russia).

Опубликование результатов диссертационного исследования

Соискателем опубликовано 84 научных работы, в том числе по теме диссертации -68 работ [А1-А68], из них: в периодических журналах, входящих в базы Scopus и Web of Science - 25 работ; статей в трудах конференций, входящих в базы Scopus и Web of Science - 8; в журналах, включённых в перечень ВАК - 16 работ (в т.ч. входящих в базы Scopus и Web of Science - 15); патентов - 10; прочих публикаций - 24.

Личный вклад автора

Личный вклад автора состоит в следующем:

- разработка и анализ различных оптических схем построения лазерных ОА-газоанализаторов с использованием отпаянных газонаполненных ОА-ячеек;

- разработка алгоритмов вычисления измеряемой концентрации исследуемого газа;

- разработка модернизированного варианта резонансного дифференциального ОАД с малой длиной буферных полостей (модель ОАД-90);

- расширение динамического диапазона измерения концентрации SF6;

- разработка новой системы сбора и осушения проб выдоха пациентов для проведения анализа многокомпонентной газовой смеси;

- разработка и исследование параметров аэромобильного лазерного ОА-сенсора метана для выполнения ряда геолого-геофизических работ в полевых условиях на борту БПЛА.

Все выносимые на защиту положения и экспериментальные результаты получены соискателем лично либо при его непосредственном участии или под его руководством. Соискатель внес определяющий вклад в формирование всех задач настоящей диссертации, подготовку и проведение экспериментов, обработку и интерпретацию экспериментальных результатов, написание статей, докладов, отчетов, и проч.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка сокращений, списка литературы, трех Приложений, в т. ч. Акты внедрения. Диссертация занимает 257 страниц, содержит иллюстрации, таблицы, формулы, список из 224 литературных источников.

Глава 1.

АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ЛАЗЕРНОЙ ОПТИКО-АКУСТИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

1.1 Введение

Важное значение в различных областях деятельности человека имеет качественное и количественное определение газовых примесей в воздухе и различных газовых смесях. Для этих целей существует ряд приборов, объединенные под общим названием «газоанализаторы». Принцип работы таких приборов основан на различных физических (оптические, электрические, магнитные и другие), химических (реакции взаимодействия) или совокупных физико-химических свойствах исследуемой среды [48, 49]. Газоанализаторы широко применяются в экологии и защите окружающий среды, при контроле химических и технологических процессов, связанных с использованием или производством газов, в геологоразведке, медицине и т.д.

Метод ЛОАС [28-32] основан на эффекте поглощения исследуемой газовой примесью (газом-маркером) модулированного лазерного излучения. Важным условием реализации метода ЛОАС является совпадение длины волны зондирующего лазерного излучения и полосы поглощения исследуемого газа. Обычно излучение лазера, модулированное по амплитуде или по частоте излучения, проходит через ОАД, заполненный газовой смесью с примесью исследуемого газа-маркера. В результате поглощения молекулами газа-маркера модулированного зондирующего излучения благодаря ОА-эффекту в ОАД формируются колебания давления, которые регистрируются микрофоном, расположенным на стенке ОАД.

Характерными особенностями метода ЛОАС являются [29]:

- Регистрация ОА-сигнала происходит на нулевом фоне; при отсутствии поглощения в газе ОА-сигнал равен нулю.

- Отношение сигнал-шум (S/N) растет пропорционально мощности источника излучения; только насыщение поглощения налагает ограничение на мощность.

- ОА-сигнал пропорционален спектральному коэффициенту поглощения.

- Концентрационная характеристика линейна при измерении концентрации поглощающего газа в пределах 4.5 декад.

- ОА-измерения поглощения в газе проводятся при малых объемах и длине ОАД.

- Принципиальное ограничение предельной чувствительности определяется тепловыми флуктуациями в исследуемой среде.

Laser beam

Laser beam

Microphone (a)

Microphone

7

Laser beam

-

Microphone (6)

Cylinder axis

—<

Microphone

Cylinder axis

a

Laser beam

Microphone (B)

a

Sample

Laser beam

- Cross section : - Pipe

Mil

2 I Microphone

(Г)

(Д)

(e)

Рисунок 1.1- Конструкции резонансных акустических ячеек (из работы [33]): (а) - трубка для возбуждения продольных мод; (б) - труба с двумя буферными объемами; (в) - коаксиальное возбуждение радиальных мод в цилиндре (объемный резонатор); (г) - асимметричная многопроходная схема возбуждения азимутальных мод в цилиндре (объемный резонатор); (д) - цилиндрическая ячейка; (е) - резонатор Гельмгольца

На сегодняшний день существует ряд лазерных ОА-газоанализаторов, которые работают в среднем ИК диапазоне (X = 2.14 мкм), где расположены основные колебательно-вращательные полосы поглощения интересных для мониторинга газов.

В состав различных лазерных ОА-газоанализаторов входят оптико-акустические детекторы различной конструкции (см. рисунок 1.1), как резонансные, так и нерезонансные [29-33, 50]. Исследователи из разных стран мира предложили и исследовали ряд оригинальных конструкций резонансных ОАД. Для построения ОА-газоанализаторов широко используются объемные акустические резонаторы, продольные и дифференциальные резонансные ОАД, акустические резонаторы Гельмгольца, кварцевые камертоны, кантилеверные датчики, и др. В работах [30-35] приведены обзоры применяемых ОАД различных типов и их аналоги, обсуждены преимущества и недостатки этих детекторов.

К настоящему времени наивысшая пороговая чувствительность лазерных ОА-газоанализаторов достигнута при использовании продольного резонансного ОАД (схема Харрена) [45, 50, 51], резонансного дифференциального ОАД (оригинальная схема Миклоша) [33, 52, А22, А25], кварцевых камертонов ((^ТР) в качестве ОА-детекторов

(технология QEPAS) [53-55], а также при использовании кантилеверных сенсоров (технология CEPAS) [56, 57]. В данной главе представлен обзор публикаций по достижениям разных групп исследователей в мире в области ЛОАС за последние ~30.. .35 лет.

1.2 Использование объемных резонансных ОАД

1) В работе [58] (Meyer, Sigrist; 1990) авторы рассмотрели тему мониторинга загрязнения атмосферного воздуха. Обсуждены основные традиционные методы, применяемые для обнаружения газообразных загрязнителей воздуха, а также современное состояние новых схем обнаружения. Авторы работы предложили и использовали новую версию цилиндрического резонансного ОАД (см. рисунок 1.2). Детектор изготовлен из нержавеющей стали без покрытия внутренних стенок, влияние которого (по мнению авторов) на фоновый сигнал ОАД несколько спорно. Детектор состоит из центрального цилиндра, асимметрично соединенного с двумя внешними цилиндрическими буферными полостями. Лазерный пучок входит и выходит из ОАД через окна из ZnSe, установленные на буферных полостях под углом Брюстера.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Шерстов Игорь Владимирович, 2026 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Другов Ю.С., Березкин В.Г. Газохроматографический анализ загрязнённого воздуха. - М.: «Химия», 1981. - 256 с.

2. Sparkman D.O., Penton Z.E., Kitson F.G. Gas Chromatography and Mass Spectrometry: A practical guide. - 2nd ed. - Academic Press, 2011. - 632 pp. - eBook ISBN 978-0-08-092015-3.

3. Лебедев А.Т. Масс-спектрометрия в органической химии - 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Техносфера, 2015. - 704 с.

4. Hubschmann H.J. Handbook of GC-MS: Fundamentals and Applications. - 3 ed. - John Wiley & Sons, 2015. - 863 pp. - ISBN 9783527674336.

5. Herriott D.R., Kogelnik H., Kompfner H.R. Off-axis paths in spherical mirror interferometers // Appl. Opt. - 1964. - Vol. 3. - N 4. - P. 523-526.

6. White J.U. Long Optical Paths of Large Aperture // J. Opt. Soc. Amer. - 1942. - Vol. 32. - N 5. -P. 285-288.

7. Herriott D R., Schulte H.J. Folded Optical Delay Lines // Appl. Opt. - 1965. - Vol. 4. - N 8. - P. 883-889.

8. Чернин С.М. Многоходовые системы в оптике и спектроскопии. - М.: Физматлит, 2010. - 240 c. -ISBN 978-5-9221-1221-5.

9. Guo Y., Sun L. Compact optical multipass matrix system design based on slicer mirrors // Appl. Opt. -2018. - Vol. 57. - N 5. - P. 1174-1181.

10. Moskalenko K.L., Sobolev N.Ya., Adamovskay I.A., Stepanov E.V., Nadezhdinskii A.I., McKenna-Lawlor S. Tunable diode lasers application for fully automated absolute measurements of CO and CO2 concentrations in human breath // Proc. SPIE. - 1994. - Vol. 2205. - P. 440-447.

11. Moskalenko K.L., Nadezhdinskii A.I., Stepanov E.V. Tunable diode laser spectroscopy application for ammonia and methane content measurements in human breath // Proc. SPIE. - 1994. - Vol. 2205. - P. 448.

12. Степанов Е.В. Лазерный анализ изотопического отношения углерода 13C/12C в CO2 выдыхаемого воздуха // Квантовая электроника. - 2002. - Т. 32. - № 11. - С. 981-986.

13. Степанов Е.В. Методы высокочувствительного газового анализа молекул-биомаркеров в исследованиях выдыхаемого воздуха // Труды Института общей физики РАН им. А.М. Прохорова. -2005. - Т. 61. - С. 5-47.

14. Бинги В.Н., Степанов Е.В., Чучалин А.Г., и др. Высокочувствительный анализ NO, NH3 и CH4 в выдыхаемом воздухе с помощью перестраиваемых диодных лазеров // Труды Института общей физики РАН им. А.М. Прохорова. - 2005. - Т. 61. - С. 189-210.

15. Надеждинский А.И., Понуровский Я.Я. Спектрометр на основе диодных лазеров для высокоточных измерений // Квантовая электроника. - 2019. - Т. 49. - № 7. - С. 613-622.

16. Berden G., Engeln R. Cavity Ring-Down Spectroscopy: Techniques and Applications. - Chichester: Wiley, 2009. - 322 pp. - ISBN 9781405176880.

17. Nikolaev I.V., Ochkin V.N., Peters G.S., Spiridonov M.V., Tskhai S.N. Recording weak absorption spectra by the phase-shift method with deep amplitude and frequency modulation using a diode laser and a high Q cavity // Laser Phys. - 2013. - Vol. 23. - N 3. - A.n. 035701.

18. Короленко П.В., Николаев И.В., Очкин В.Н., Цхай С.Н. Регистрация абсорбционных спектров интегральным трехлучевым методом с использованием перестраиваемого лазера и внешнего резонатора // Квантовая электроника. - 2014. - Т. 44. - № 4. - C. 353-361.

19. Kostenko A.S., Nikolaev I.V., Ochkin V.N., и др. Application of R-ICOS laser spectroscopy technique for measurement of absorption in optically dense media // Laser Phys. Lett. - 2015. - Vol. 12. - A.n. 015702.

20. Henderson B., Khodabakhsh A., Harren F.J.M., Cristescu S.M., et al. Laser spectroscopy for breath analysis: towards clinical implementation // Appl. Phys. B. - 2018. - Vol. 124. - A.n. 161.

21. Абрамов П.И, Кузнецов Е.В., Скворцов Л.А., и др. Квантово-каскадные лазеры в медицине и биологии (Обзор) // Журнал прикладной спектроскопии. - 2019. - Т. 86. - № 1. - С. 5-32.

22. Хинкли Э.Д. (ред.) Лазерный контроль атмосферы. - М.: Мир, 1979. - 416 с.

23. Zanzottera E. Differential Absorption Lidar Techniques in the Determination of Trace Pollutants and Physical Parameters of the Atmosphere // Crit. Rev. Anal. Chem. - 1990. - Vol. 21. - N 4. - P. 279-319.

24. Васильев Б.И., Маннун У.М. ИК лидары дифференциального поглощения для экологического мониторинга окружающей среды // Квантовая электроника. - 2006. - Т. 36. - № 9. - С. 801-820.

25. Yang S., Talbot R.W., Frish M.B., Golston L.M., Aubut N.F., Zondlo M.A., Gretencord C., McSpiritt J. Natural gas fugitive leak detection using an unmanned aerial vehicle: Measurement system description and mass balance approach // Atmosphere. - 2018. - Vol. 9. - N 10. - A.n. 383.

26. Barchyn T.E., Hugenholtz C.H., Myshak S., Bauer J. A UAV-based system for detecting natural gas leaks // J. Unmanned Veh. Syst. - 2018. - Vol. 6. - N 1 - P. 18-30.

27. Shaw J.T., Shah A., Yong H., Allen G. Methods for quantifying methane emissions using unmanned aerial vehicles: a review // Phil. Trans. R. Soc. A. - 2021. - Vol. 379. - N 2210. - A.n. 20200450.

28. Жаров В.П., Летохов В.С. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия. - М: Наука, 1984. - 320 с.

29. Пономарев Ю.Н., Агеев Б.Г., Зигрист М.В., Капитанов В.А., Куртуа Д., Никифорова О.Ю. Лазерная оптико-акустическая спектроскопия межмолекулярных взаимодействий в газах / Под ред. Л.Н. Синицы. - Томск: МГП «РАСКО», 2000. - 199 с. - ISBN 5-88276-055-5.

30. Harren F.J.M., Cotti G., Oomens J., te Lintel Hekkert S. Photoacoustic Spectroscopy in Trace Gas Monitoring // Encyclopedia of Analytical Chemistry / R.A. Meyers (Ed.). - John Wiley & Sons Ltd, Chichester, 2000. - P. 2203-2226.

31. Harren F.J.M., Mandon J., Cristescu S.M. Photoacoustic Spectroscopy in Trace Gas Monitoring // Encyclopedia of Analytical Chemistry. - John Wiley & Sons, Ltd., 2012. -https://doi.org/ 10.1002/9780470027318.a0718.pub2.

32. Harren F.J.M., Cristescu S.M. Photoacoustic Spectroscopy in Trace Gas Monitoring // Encyclopedia of Analytical Chemistry. - John Wiley & Sons, Ltd., 2019. -https://doi.org/ 10.1002/9780470027318.a0718.pub3.

33. Miklos А., Hess P., Bozoki Z. Application of acoustic resonators in photoacoustic trace gas analysis and metrology // Rev. Sci. Instrum. - 2001. - Vol. 72. - N 4. - P. 1937-1955.

34. Patimisco P., Spagnolo V. Quartz-Enhanced Photoacoustic Spectroscopy for Trace Gas Sensing // Encyclopedia of Analytical Chemistry: Applications, Theory and Instrumentation. - Wiley Online Library, 2021. - DOI: 10.1002/9780470027318.a9760.

35. Yin Y., Ren D., Li C., Chen R., Shi J. Cantilever-enhanced photoacoustic spectroscopy for gas sensing: A comparison of different displacement detection methods // Photoacoustics. - 2022. - Vol. 28. -A.n. 100423.

36. Vitiello M.S., Scalari G., Williams B., Natale P.D. Quantum cascade lasers: 20 years of challenges // Opt. Express. - 2015. - Vol. 23. - N 4. - P. 5167-5182.

37. Spitz O., Grillot F. A review of recent results of mid-infrared quantum cascade photonic devices operating under external optical control // J. Phys. Photonics. - 2022. - Vol. 4. - N 2. - A.n. 022001.

38. Miklos A., Lorincz A. Windowless resonant acoustic chamber for laser-photoacoustic applications // Appl. Phys. B. - 1989. - Vol. 48. - P. 213-218.

39. Angeli G.Z., Bozoki Z., Miklos A., Lorincz A., Thony A., Sigrist M.W. Design and characterization of a windowless resonant photoacoustic chamber equipped with resonance locking circuitry // Rev. Sci. Instrum. - 1991. - Vol. 62. - N 3. - P. 810-813.

40. Bozoki Z., Sneider J., Szabo G., Miklos A., Serenyi M., Nagy G., Feher M. Intracavity photoacoustic gas detection with an external cavity diode laser // Appl. Phys. B. - 1996. - Vol. 63. - N 4. - P. 399-401.

41. Starecki T., Geras A. Improved Open Photoacoustic Helmholtz Cell // Int. J. Thermophys. - 2014. -Vol. 35. - P. 2023-2031.

42. Thony A., Sigrist M.W. New developments in CO2-laser photoacoustic monitoring of trace gases // Infrared Physics & Technology. - 1995. - Vol. 36. - N 2. - P. 585-615.

43. Kosterev A., Wysocki G., Bakhirkin Y., So S., Lewicki R., Fraser M., Tittel F., Curl R.F. Application of Quantum Cascade Lasers to Trace Gas Analysis // Appl. Phys. B. - 2008. - Vol. 90. - P. 165-176.

44. Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N., Tyryshkin I.S., Rostov A.P. Two-channel opto-acoustic diode laser spectrometer and fine structure of methane absorption spectra in 6070-6180 cm-1 region // Spectrochim. Acta A. - 2007. - Vol. 66. - N 4-5. - P. 811-818.

45. Harren F.J.M., Bijnen F.G.C., Reuss J., et al. Sensitive intracavity photoacoustic measurements with a CO2 waveguide laser // Appl. Phys. B. - 1990. - Vol. 50. - N 2. - P. 137-144.

46. Song K, Cha H.K., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N., Rostov A.P., Courtois D., Parvitte B., Zeninari V. Differential Helmholtz resonant photoacoustic cell for spectroscopy and gas analysis with room-temperature diode lasers // Appl. Phys. B. - 2002. - Vol. 75. - N 2. - P. 215-227.

47. Гомбоева С.С. Исследование газовыделений у больных с острыми вирусными гепатитами методом оптико-акустической лазерной спектроскопии // Диссер. ... канд. мед. наук: 03.01.02. -Саратов, ГОУВПО «Саратовский государственный университет», 2013. - 119 с.

48. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств. -М.: Машиностроение, 1983. - 424 с.

49. Nikolic M.V., Milovanovic V., Vasiljevic Z.Z., Stamenkovic Z. Semiconductor Gas Sensors: Materials, Technology, Design, and Application // Sensors. - 2020. - Vol. 20. - N 22. - A.n. 6694.

50. Fink T., Büscher S., Gäbler R., Yu Q., Dax A., Urban W. An improved CO2 laser intracavity photoacoustic spectrometer for trace gas analysis // Rev. Sci. Instrum. - 1996. - Vol. 67. - N 11. - P. 4000-4004.

51. van Herpen M.M.J.W., Li S., Bisson S.E., te Lintel Hekkert S., Harren F.J.M. Tuning and stability of a continuous-wave mid-infrared high-power single resonant optical parametric oscillator // Appl. Phys. B. - 2002. - Vol. 75. - N 2. - P. 329-333.

52. Miklos A., Lim C.H., Hsiang W.W., Liang G.C., Kung A.H., Schmohl A., Hess P. Photoacoustic measurement of methane concentrations with a compact pulsed optical parametric oscillator // Appl. Opt. - 2002. - Vol. 41. - N 15. - P. 2985-2993.

53. Spagnolo V., Patimisco P., Borri S., Scamarcio G., et al. Part-per-trillion level SF6 detection using a quartz enhanced photoacoustic spectroscopy-based sensor with single-mode fiber-coupled quantum cascade laser excitation // Opt. Lett. - 2012. - Vol. 37. - N 21. - P. 4461-4463.

54. Menduni G., Zifarelli A., Kniazeva E., Patimisco P., Sampaolo A., Spagnolo V., et al. Measurement of methane, nitrous oxide and ammonia in atmosphere with a compact quartz-enhanced photoacoustic sensor // Sensors and Actuators B. - 2023. - Vol. 375. - N 15. - A.n. 132953.

55. Patimisco P., Ardito N., De Toma E., Burghart D., Tigaev V., Belkin M.A., Spagnolo V. Quartz-Enhanced Photoacoustic Sensor Based on a Multi-Laser Source for In-Sequence Detection of NO2, SO2, and NH3 // Sensors. - 2023. - Vol. 23. - A.n. 9005.

56. Koskinen V., Fonsen J., Roth K., Kauppinen J. Cantilever enhanced photoacoustic detection of carbon dioxide using a tunable diode laser source // Appl. Phys. B. - 2007. - Vol. 86. - P. 451-454.

57. Tomberg T., Vainio M., Hieta T., Halonen L. Sub-parts-per-trillion level sensitivity in trace gas detection by cantilever-enhanced photo-acoustic spectroscopy // Sci. Rep. - 2018. - Vol. 8. - N 1. - A.n. 1848.

58. Meyer P.L., Sigrist M.W. Atmospheric pollution monitoring using CO2-laser photoacoustic spectroscopy and other techniques // Rev. Sci. Instrum. - 1990. - Vol. 61. - N 7. - P. 1779-1807.

59. Sigrist M.W. Trace gas monitoring by laser photoacoustic spectroscopy and related techniques plenary // Rev. Sci. Instrum. - 2003. - Vol. 74. - N 1. - P. 486-490.

60. Sigrist M.W., Bartlome R., Marinov D., Rey J.M., Vogler D.E., Wachter H. Trace gas monitoring with infrared laser-based detection schemes // Appl. Phys. B. - 2008. - Vol. 90. - P. 289-300.

61. Bernegger S., Sigrist M.W. Longitudinal resonant spectrophone for CO-laser photoacoustic spectroscopy // Appl. Phys. B. - 1987. - Vol. 44. - P. 125-132.

62. Woltering E.J., Harren F., et al. Use of a laser driven photoacoustic detection system for measurements of ethylene production in Cymbidium flowers // Plant Physiol. - 1988. - Vol 88. - N 2. - P. 506-510.

63. Bijnen F.G.C., Reuss J., Harren F.J.M. Geometrical optimization of a longitudinal resonant photoacoustic cell for sensitive and fast trace gas detection // Rev. Sci. Instrum. - 1996. - Vol. 67. - N 8. - P. 2914-2923.

64. Feher M., Jiang Y., Maier J.P., Miklos A. Optoacoustic trace-gas monitoring with near-infrared diode lasers // Appl. Opt. - 1994. - Vol. 33. - N 9. - P. 1655-1658.

65. Bijnen F.G.C., Harren F., Hackstein J.H.P., Reuss J. Intracavity CO Laser Photoacoustic Trace Gas Detection: Cyclic CH4, H2O and CO2 Emission by Cockroaches and Scarab Beetles // Appl. Opt. - 1996. - Vol. 35. - N 21. - P. 5357-5368.

66. Ngai A.K.Y., Persijn S.T., von Basum G., Harren F.J.M. Automatically tunable continuous-wave optical parametric oscillator for high-resolution spectroscopy and sensitive trace-gas detection // Appl. Phys. B. - 2006. - Vol. 85. - N 2. - P. 173-180.

67. van Herpen M.M.J.W., Ngai A.K.Y., Bisson S.E., Hackstein J.H.P., Woltering E.J., Harren F.J.M. Optical parametric oscillator-based photoacoustic detection of CO2 at 4.23 ^m allows real-time monitoring of the respiration of small insects // Appl. Phys. B. - 2006. - Vol. 82. - P. 665-669.

68. de Gouw J.A., te Lintel Hekkert S., Mellqvist J., Warneke C., Harren F.J.M., et al. Airborne measurements of ethene from industrial sources using laser photo-acoustic spectroscopy // Environ. Sci. Technol. - 2009. - Vol. 43. - N 7. - P. 2437-2442.

69. Sigrist M.W., Kästle R. Temperature-dependent photoacoustic spectroscopy with a Helmholtz resonator // Appl. Phys. B. - 1996. - Vol. 63. - N 4. - P. 389-397.

70. Zeninari V, Kapitanov V.A., Courtois D., Ponomarev Yu.N. Design and characteristics of a differential Helmholtz resonant photoacoustic cell for infrared gas detection // Infrared Physics & Technology. -1999. - Vol. 40. - N 1. - P. 1-23.

71. Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N., Song K., Cha H.K., Lee J. Resonance photoacoustic spectroscopy and gas analysis of gaseous flow at reduced pressure // Appl. Phys. B. - 2001. - Vol. 73. - P. 745-750.

72. Miklos A., Hess P., Mohacsi A., Sneider J., Kamm S., Schäfer S. Improved photoacoustic detector for monitoring polar molecules such as ammonia with a 1.53 ^m DFB diode laser // Proc. of Photoacoustic and Photothermal Phenomena: X Int. Conf. - 1999. - Vol. 463. - P. 126-128.

73. Zheng H., Dong L., Wu H., Ye W., Yin X., Vurgaftman I., Meyer J.R., Tittel F.K., et al. Compact photoacoustic module for methane detection incorporating interband cascade light emitting device // Opt. Express. - 2017. - Vol. 25. - N 14. - P. 16761-16770.

74. Yin X., Dong L., Wu H., Zheng H., Ma W., Zhang L., Yin W., Jia S., Tittel F.K. Sub-ppb nitrogen dioxide detection with a large linear dynamic range by use of a differential photoacoustic cell and a 3.5 W blue multimode diode laser // Sensors & Actuators B. - 2017. - Vol. 247. - P. 329-335.

75. Yin X., Dong L., Wu H., Zheng H., Tittel F.K., et al. Highly sensitive SO2 photoacoustic sensor for SF6 decomposition detection using a compact mW-level diode-pumped solid-state laser emitting at 303 nm // Opt. Express. - 2017. - Vol. 25. - N 26. - P. 32581-32590.

76. Yin X., Wu H., Dong L., Li B., Ma W., Zhang L., Yin W., Xiao L., Jia S., Tittel F.K. Ppb-Level SO2 Photoacoustic Sensors with a Suppressed Absorption-Desorption Effect by Using a 7.41 ^m External-Cavity Quantum Cascade Laser // ACS Sensors. - 2020. - Vol. 5. - P. 549-556.

77. Zheng H., Liu Y., Lin H., Kan R., Patimisco P., Sampaolo A., Tittel F.K., Spagnolo V., et al. Sub-ppb-level CH4 detection by exploiting a low-noise differential photoacoustic resonator with a room-temperature interband cascade laser // Opt. Express. - 2020. - Vol. 28. - N 13. - P. 19446-19456.

78. da Silva M.G., Miklos A., et al. Photoacoustic measurement of N2O concentrations in ambient air with a pulsed optical parametric oscillator // Appl. Phys. B. - 2006. - Vol. 82. - N 2. - P. 329-336.

79. Gong L., Lewicki R., Griffin R.J., Flynn J.H., Lefer B.L., Tittel F.K. Atmospheric ammonia measurements in Houston, TX using an external-cavity quantum cascade laser-based sensor // Atmos. Chem. Phys. -2011. - Vol. 11. - P. 9721-9733.

80. Rocha M., Sthel M., Lima G., da Silva M., Schramm D., Miklos A., Vargas H. A Sulfur Hexafluoride Sensor Using Quantum Cascade and CO2 Laser-Based Photoacoustic Spectroscopy // Sensors. - 2010. -Vol. 10. - N 10. - P. 9359-9368.

81. Rocha M.V., Sthel M.S., Silva M.G., Paiva L.B., Pinheiro F.W., Miklos A., Vargas H. Quantum-cascade laser photoacoustic detection of methane emitted from natural gas powered engines // Appl. Phys. B. - 2012. - Vol. 106. - N 3. - P. 701-706.

82. Wu H., Dong L., Yin X., Sampaolo A., Patimisco P., Spagnolo V., et al. Atmospheric CH4 measurement near a landfill using an ICL-based QEPAS sensor with V-T relaxation self-calibration // Sensors & Actuators B. - 2019. - Vol. 297. - A.n. 126753.

83. Kosterev A.A., Bakhirkin Yu.A., Curl R.F., Tittel F.K. Quartz-enhanced photoacoustic spectroscopy // Opt. Lett. - 2002. - Vol. 27. - N 21. - P. 1902-1904.

84. Kosterev A.A., Tittel F.K., Serebryakov D.V., Malinovsky A.L., Morozov I.V. Applications of quartz tuning forks in spectroscopic gas sensing // Rev. Sci. Instrum. - 2005. - Vol. 76. - N 4. - A.n. 043105.

85. Kosterev A.A., Bakhirkin Y.A., Tittel F.K., McWhorter S., Ashcraft B. QEPAS methane sensor performance for humidified gases // Appl. Phys. B. - 2008. - Vol. 92. - P. 103-109.

86. Sampaolo A., Patimisco P., Giglio M., Chieco L., Scamarcio G., Tittel F.K., Spagnolo V. Highly sensitive gas leak detector based on a quartz-enhanced photoacoustic SF6 sensor // Opt. Express. - 2016. - Vol. 24. - N 14. - P. 15872-15881.

87. Kauppinen J., Wilcken K., Kauppinen I., Koskinen V. High sensitivity in gas analysis with photoacoustic detection // Microchem. J. - 2004. - Vol. 76. - N 1-2. - P. 151-159.

88. Kachanov A., Koulikov S., Tittel F.K. Cavity-enhanced optical feedback-assisted photo-acoustic spectroscopy with a 10.4 цт external cavity quantum cascade laser // Appl. Phys. B. - 2013. - Vol. 110. -P. 47-56.

89. Patimisco P., Borri S., Galli I., Mazzotti D., Giusfredi G., Akikusa N., Yamanishi M., Scamarcio G., Natale P.D., Spagnolo V. High finesse optical cavity coupled with a quartz-enhanced photoacoustic spectroscopic sensor // Analyst. - 2015. - Vol. 140. - N 3. - P. 736-743.

90. Tomberg T., Hieta T., Vainio M., Halonen L. Cavity-enhanced cantilever-enhanced photo-acoustic spectroscopy // Analyst. - 2019. - Vol. 144. - N 7 - P. 2291-2296.

91. Feng C., Shen X., Li B., Liu X., Jing Y., Huang Q., Patimisco P., Spagnolo V., Dong L., Wu H. Carbon monoxide impurities in hydrogen detected with resonant photoacoustic cell using a mid-IR laser source // Photoacoustics. - 2024. - Vol. 36. - A.n. 100585.

92. Feng C., Li B., Jing Y., Wang J., Patimisco P., Spagnolo V., Sampaolo A., Dong L., Wu H. Enrichment-enhanced photoacoustic spectroscopy based on vertical graphene // Sensors & Actuators: B. Chemical. -2024. - Vol. 417. - A.n. 36204.

93. Sound speed in the air [Электронный ресурс]: http://www.sengpielaudio.com/calculator-speedsound.htm.

94. Busse G., Herboeck D. Differential Helmholtz resonator as an optoacoustic detector // Appl. Opt. - 1979. - Vol. 18. - N 23. - P. 3959-3961.

95. Rooth R.A., Verhage A.J.L., Wouters L.W. Photoacoustic measurement of ammonia in the atmosphere: influence of water vapor and carbon dioxide // Appl. Opt. - 1990. - Vol. 29. - N 25. - P. 3643-3653.

96. Физические величины. Справочник / Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др.; Под ред. Григорьева И.С., Мейлихова Е.З. - М.; Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

97. Grandke T. Interpolation algorithms for discrete Fourier transforms of weighted signals, instrumentation and measurement // IEEE Trans. Instrum. Measur. - 1983. - Vol. 32. - P. 350-355.

98. Quinn B.G., Fernandes J.M. A Fast Efficient Technique for the Estimation of Frequency // Biometrika. - 1991. - Vol. 78. - N 3. - P. 489-497.

99. Quinn B.G. Estimating frequency by interpolation using Fourier coefficients // IEEE Trans. Sig. Proc. -1994. - Vol. 42. - N 5. - P. 1264-1268.

100. Quinn B.G. Estimation of frequency, amplitude and phase from the DFT of a time series // IEEE Trans. Sig. Proc. - 1997. - Vol. 45. - N 3. - P. 814-817.

101. Quinn B.G. Estimating the number of terms in a sinusoidal regression // J. Time Ser. Anal. - 1989. -Vol. 10. - N 1. - P. 71-75.

102. Hannan E.J., Quinn B.G. The resolution of closely adjacent spectral lines // J. Time Ser. Anal. - 1989. -Vol. 10. - N 1. - P. 13-31.

103. Macleod M.D. Fast Nearly ML Estimation of the Parameters of Real or Complex Single Tones or Resolved Multiple Tones // IEEE Trans. Sig. Proc. - 1998. - Vol. 46. - N 1. - P. 141-148.

104. Kootsookos P.J. A Review of the Frequency Estimation and Tracking Problems [Электронный ресурс]. -CRC, 1999. - 38 pp. - https://core.ac.uk/download/pdf/14981489.pdf.

105. Jacobsen E.: Eric Jacobsen's Second Frequency Estimation Page [Электронный ресурс]: www.ericjacobsen.org/fe2/fe2.htm.

106. Jacobsen E., Kootsookos P. Fast, accurate frequency estimators [DSP Tips & Tricks] // IEEE Signal Process. Mag. - 2007. - Vol. 24. - N 3. - P. 123-125.

107. Hannan E.J., Huang D. On-line Frequency Estimation // J. Time Ser. Anal. - 2008. - Vol. 14. - N 2. -P. 147-161.

108. Rothman L.S., Gordon I.E., et al. The HITRAN 2012 molecular spectroscopic database // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. - 2013. - Vol. 130. - P. 4-50.

109. Агеев Б.Г., Пономарев Ю.Н., Чистякова Л.К. Исследование поглощения импульсного излучения СО2-лазера воздухом и углекислым газом // Изв. вузов. Физика. - 1982. - № 10. - С. 49-51.

110. Cookson A.H. Review of high voltage gas breakdown and flashover of insulators in compressed sulfur hexafluoride // 3rd Int. Conf. on Properties and Applications of Dielectric Materials, Tokyo, Japan, July 8-12, 1991: proc. - Vol. 1. - P. 369-376.

111. Великолукский завод электротехнического оборудования ЗАО «ЗЭТО» [Электронный ресурс]: https://zeto.ru/.

112. ПТЭЭП. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей (с изменениями на 13 сентября 2018 года). - Глава 2.2, п. 2.2.34.

113. Правила техники безопасности при эксплуатации элегазового оборудования ИКЭС-ПР-051-2017 / Исполнительный комитет ЭЭС СНГ. - М.: 2017. - 26 с.

114. Boudon V., Champion J.-P., Gabard T., Pierre G., Loete M., Wenger C. Spectroscopic tools for remote sensing of greenhouse gases CH4, CF4 and SF6 // Environ. Chem. Lett. - 2003. - Vol. 1. - N 1. - P. 86-91.

115. NIST Chemistry WebBook [Электронный ресурс]: http://webbook.nist.gov/chemistry/ .

116. Cox D.M., Gnauck A. Continuous-wave CO2 laser spectroscopy of SF6, WF6, and UF6 // J. Mol. Spectrosc. - 1980. - Vol. 81. - P. 207-215.

117. Виттеман В. Ш2-лазер: Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. - 360 с. - ISBN 5-03-001351-2.

118. Shwehdi M.H., Gondal S.A. A laser photoacoustic system for detection of SF6 in gas insulated systems // 2001 Annual Report Conf. on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena. - Kitchener, ON, Canada, 14-17 October 2001. - DOI: 10.1109/CEIDP.2001.963498.

119. Gondal M.A., Baig M.A., Shwehdi M.H. Laser sensor for detection of SF6 leaks in high insulated switch gear systems // IEEE Trans. Dieletrics Eletrical Insulations. - 2002. - Vol. 9. - N 3. - P. 421-427.

120. Huang E., Dowling D.R., Whelan T., Spiesberger J.L. High-sensitivity photoacoustic leak testing // J. Acoust. Soc. Am. - 2003. - Vol. 114. - N 4. - P. 1926-1933.

121. Varanasi P., Li Z., Nemtchinov V., Cherukuri A. Spectral absorption-coefficient data on HCFC-22 and SF6 for remote-sensing applications // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. - 1994. - Vol. 52. - N 3-4. -P. 323-332.

122. Karapuzikov A.I., Malov A.N., Sherstov I.V. Tunable TEA CO2 laser for long-range DIAL lidar // Infrared Phys. Technol. - 2000. - Vol. 41. - N 2. - P. 77-85.

123. Andreev Y.M., Geiko P.P., Sherstov I.V. Development and testing of the LIDAR gas analyzing complex // Proc. SPIE. - 1999. - Vol. 3983. - P. 386-394.

124. Sherstov I.V., Ivashchenko M.V. Operation range evaluation of TEA CO2-laser based DIAL system // Proc. SPIE. - 2000. - Vol. 4341. - P. 398-408.

125. Karapuzikov A.I., Sherstov I.V., Ptashnik I.V., Romanovskii O.A., Matvienko G.G., Ponomarev Y.N. Modeling of helicopter-borne tunable TEA CO2 DIAL system employment for detection of methane and ammonia leakages // Infrared Phys. Technol. - 2000. - Vol. 41. - N 2. - P. 87-96.

126. Gondal M.A., Yamani Z.H. Highly sensitive electronically modulated photoacoustic spectrometer for ozone detection // Appl. Opt. - 2007. - Vol. 46. - N 29. - P. 7083-7090.

127. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1986. - 512 с.

128. Лазерный течеискатель элегаза «SF6 LaserGasTest» [Электронный ресурс]: http://www.xn—7sbkfbbrfaydudobe7a0a2dl3iua.xn--p1ai/LaserGasTest.html.

129. ГОСТ 7746-2001. Трансформаторы тока. Общие технические условия.

130. Карапузиков А.И., Козинова М.А., Долин А.П. Эффективность использования лазерного течеискателя элегаза «КАРАТ» для определения места и уровня развития дефектов электрооборудования [Устный доклад] // Междунар. выставка-семинар «Электрические сети России» (ЛЭП-2008), Москва, 2-5 декабря 2008 г.

131. Долин А.П., Карапузиков А.И., Ковалькова Ю.А. Эффективность использования лазерного течеискателя элегаза «КАРАТ» для определения места и уровня развития дефектов электрооборудования // Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность. - 2009. - № 6. - С. 25-28.

132. Wilburn W.S., Gould C.R., Haase D.G., Hoffenberg R.S., et al. Determination of the concentration of SF6 in an accelerator gas mixture by measuring the velocity of sound // Nucl. Instr. and Meth. A. - 1995. -Vol. 355. - N 2-3. - P. 195-198.

133. Varberg T.D., Pearlman B., Wyse I.A., et al. Determining the speed of sound and heat capacity ratios of gases by acoustic interferometry // J. Chem. Educ. - 2017. - Vol. 94. - N 12. - P. 1995-1998.

134. Anders J., Anderson W., Murthy A. The use of heavy gas for increased Reynolds numbers in transonic wind tunnels // AIAA Report. - 1998. - https://doi.org/10.2514Z6.1998-2882.

135. Капитанов В.А., Топольницкий Е.Б., Пономарев Ю.Н. Применение лазерного оптико-акустического течеискателя для контроля герметичности легочных и трахеобронхиальных швов // Оптика атмосферы и океана. - 2013. - Т. 26. - № 7. - С. 595-600.

136. Gondal M.A., Dastageer A., Shwehdi M.H. Photoacustic spectrometry for trace gas analysis and leak detection using different cell geometries // Talanta. - 2004. - Vol. 62. - N 1. - P. 131-141.

137. Осипов К.Ю., Капитанов В.А. Моделирование оптико-акустического анализатора SF6 в атмосферном воздухе с частотной модуляцией излучения теплового источника // Оптика атмосферы и океана. - 2012. - Т. 25. - № 9. - С. 810-814.

138. Phillips M., Herrera J., Krishnan S., Zain M., Greenberg J., Cataneo R.N. Variations in Volatile Organic Compounds in the Breath of Normal Humans // J. Chromatograph. B. Bio-med. Sci. Appl. - 1999. -Vol. 729. - N 1-2. - P. 75-88.

139. Corradi M., Mutti A. Exhaled breath analysis: from occupational to respiratory medicine // Acta Biomed. - 2005. - Vol. 76 (Suppl. 2). - P. 20-29.

140. Natale C.D., Paolesse R., Martinelli E., Capuano R. Solid-state gas sensors for breath analysis: A review // Anal. Chim. Acta. - 2014. - Vol. 824. - P. 1-17.

141. Konstantinidi E.M., Lappas A.S., Tzortzi A.S., Behrakis P.K. Exhaled breath condensate: technical and diagnostic aspects // Sci. World J. - 2015. - Vol. 2015. - A.n. 435160.

142. Mathew T.L., Pownraj P., Abdulla S., Pullithadathil B. Technologies for clinical diagnosis using expired human breath analysis // Diagnostics (Basel). - 2015. - Vol. 5. - N 1. - P. 27-60.

143. Zhou J., Huang Z.A., Kumar U., Chen D.D.Y. Review of recent developments in determining volatile organic compounds in exhaled breath as biomarkers for lung cancer diagnosis // Anal. Chim. Acta. - 2017. - Vol. 996. - P. 1 -9.

144. Chang J.E., Lee D.S., Ban S.W., et al. Analysis of volatile organic compounds in exhaled breath for lung cancer diagnosis using a sensor system // Sensors & Actuators B. - 2018. - Vol. 255. - N 1. - P. 800-807.

145. Yamaya M., Sekizawa K., Ishizuka S., Monma M., Sasaki H. Exhaled carbon monoxide levels during treatment of acute asthma // Eur. Respir. J. - 1999. - Vol. 13. - N 4. - P. 757-760.

146. Pikas O.B. Effects of alcoholic beverages on the fatty acid spectrum of the expired air condensate lipids in patients with tuberculosis of the respiratory organs // Lik. Sprava. - 2000. - N 7-8. - P. 30.

147. Kharitonov S.A., Barnes P.J. Exhaled markers of pulmonary disease // Am. J. Respir. Crit. Care Med. -2001. - Vol. 163. - N 7. - P. 1693-1722.

148. Kwiatkowska S., Szkudlarek U., et al. Elevated exhalation of hydrogen peroxide and circulating IL-18 in patients with pulmonary tuberculosis // Respir. Med. - 2007. - Vol. 101. - N 3. - P. 574-580.

149. Lechner M., Rieder J. Mass spectrometric profiling of low-molecular-weight volatile compounds-diagnostic potential and latest applications // Curr. Med. Chem. - 2007. - Vol. 14. - N 9. - P. 987-995.

150. Mielisch W., Schubert J.K., Noelde-Schomburg G.F.E. Diagnostic potential of breath analysis - focus on volatile organic compounds // Clin. Chem. Acta. - 2004. - Vol. 347. - N 1-2. - P. 25-39.

151. de Lacy C.B., Amann A., Al-Kateb H., Flynn C., et al. A review of the volatiles from the healthy human body // J. Breath Res. - 2014. - Vol. 8. - N 1. - A.n. 014001.

152. Nakhleh M.K., Amal H., Jeries R., Broza Y.Y., et al. Diagnosis and classification of 17 diseases from 1404 subjects via pattern analysis of exhaled molecules // ACS Nano. - 2017. - Vol. 11. - N 1. - P. 112-125.

153. Краснобаева Л.А., Кистенев Ю.В., Огородова Л.М., и др. Динамика газовыделений больных тяжелой бронхиальной астмой на фоне базисной противовоспалительной терапии // Бюллетень сибирской медицины. - 2010. - Т. 9. - № 6. - С. 55-61.

154. Букреева Е.Б., Буланова А.А., Кистенев Ю.В. Возможности применения газоанализа выдыхаемого воздуха при бронхолегочных заболеваниях // Бюллетень сибирской медицины. - 2014. - Т. 13. -№ 5. - С. 122-129.

155. Буланова А.А., Букреева Е.Б., Кистенев Ю.В. Анализ выдыхаемого воздуха как способ диагностики и мониторинга хронической обструктивной болезни легких // Современные проблемы науки и образования. - 2014. - № 4. - С. 338. [Буланова А.А., Букреева Е.Б., Кистенев Ю.В. Анализ выдыхаемого воздуха как способ диагностики и мониторинга хронической обструктивной болезни легких // Научное обозрение. Медицинские науки. - 2015. - № 1. - С. 95.]

156. Bulanova A., Bukreeva E., Nikiforova O., Kistenev J. The analysis of breath air by laser spectroscopy method for diagnosis of COPD // Eur. Respir. J. - 2014. - Vol. 44. - P. 1004.

157. Kistenev Y.V., Bukreeva E.B., Bulanova A.A., et al. Laser spectroscopy and chemometric study of the specific features of air exhaled by patients with lung cancer and chronic obstructive pulmonary disease // Phys. Wave Phen. - 2014. - Vol. 22. - N 3. - P. 210-215.

158. Буланова А.А., Букреева Е.Б., Кистенев Ю.В., Никифорова О.Ю. Диагностика хронической обструктивной болезни легких с помощью оптико-акустического газоанализа // Пульмонология. - 2015. - Т. 25. - № 1. - С. 45-49.

159. Kistenev Y.V., Bukreeva E.B., Bulanova A.A., Kuzmin D.A., et al. Screening of patients with bronchopulmonary diseases using methods of infrared laser photoacoustic spectroscopy and principal component analysis // J. Biomed. Opt. - 2015. - Vol. 20. - N 6. - A.n. 065001.

160. Bulanova A.A., Bukreeva E.B., Kistenev Y.V., Nikiforova O.Y. Diagnostics of bronchopulmonary diseases through mahalanobis distance-based absorption spectral analysis of exhaled air // Fron. Optoelectron. -2015. - Vol. 8. - N 2. - P. 183-186.

161. Букреева Е.Б., Буланова А.А., Никифорова О.Ю., Кистенев Ю.В., и др. Анализ выдыхаемого воздуха как метод диагностики внебольничной пневмонии и туберкулеза легких // Современные проблемы науки и образования. - 2016. - № 6. - С. 27.

162. Букреева Е.Б., Буланова А.А., Кистенев Ю.В., и др. Оценка влияния курения на состав выдыхаемого воздуха пациентов с бронхолегочными заболеваниями с применением оптико-акустический спектроскопии // Терапевтический архив. - 2017. - Т. 89. - № 3. - С. 34-37.

163. Кистенев Ю.В., Чуйкова К.И., Гомбоева С.С., Карапузиков А.А. Изучение взаимосвязи спектров поглощения газовыделений пациентов с острыми вирусными гепатитами, полученных методами лазерной оптико-акустической спектроскопии, с биохимическими показателями крови // Медицинская физика. - 2017. - № 4. - С. 32.

164. Kistenev Y.V., Borisov A.V., Kuzmin D.A., Penkova O.V., Kostyukova N.Y., Karapuzikov A.A. Exhaled air analysis using wideband wave number tuning range infrared laser photoacoustic spectroscopy // J. Biomed. Opt. - 2017. - Vol. 22. - N 1. - A.n. 017002.

165. Kistenev Yu.V., Borisov A.V., Nikolaev V.V., et al. Laser photoacoustic spectroscopy applications in breathomics // J. Biomed. Photonics & Eng. - 2019. - Vol. 5. - N 1. - A.n. 10303.

166. Borisov A.V., Boyko A.A., Zaharova O., Zasedatel V.S., Kistenev Y.V., et al. Application of machine learning and laser optical-acoustic spectroscopy to study the profile of exhaled air volatile markers of acute myocardial infarction // J. Breath Res. - 2021. - Vol. 15. - N 2. - A.n. 027104.

167. Boyko А.А., Borisov A.V., Zasedatel V.S., Romanchuk V.V., Kistenev Y.V. Diagnostics of Oxidative Stress by Laser Optical-Acoustic Spectroscopy // J. Biomed. Photonics & Eng. - 2022. - Vol. 8. - N 4. -A.n. 040301.

168. Локонов В.Н., Шерстов И.В., Колкер Д.Б., Карапузиков А.И., и др. Отчет об ОКР «Разработка газоанализатора для регистрации состава выдыхаемого воздуха методом оптико-акустической спектроскопии» (заключительный, этап 6) / Гос. контракт № 16.522.11.2001 от 05.08.2011. -ОАО «ОКТАВА», Новосибирск, 2013. - 117 с.

169. Petrov V. Parametric down-conversion devices: The coverage of the mid-infrared spectral range by solidstate laser sources // Opt. Mater. - 2012. - Vol. 34. - N 3. - P. 536-554.

170. Petrov V. Frequency down-conversion of solid-state laser sources to the mid-infrared spectral range using non-oxide nonlinear crystals // Prog. Quantum Electron. - 2015. - Vol. 42. - P. 1-106.

171. Petrov V. New applications of chalcopyrite crystals in nonlinear optics // Phys. Status Solidi C. - 2017. -A.n. 1600161.

172. Myers L.E., Eckardt R.C., Fejer M.M., Byer R.L., et al. Quasi-phase-matched optical parametric oscillators in bulk periodically poled LiNbO3 // J. Opt. Soc. Am. B. - 1995. - Vol. 12. - P. 2102-2116.

173. Powers P.E., Kulp T.J., Bisson S.E. Continuous tuning of a continuous-wave periodically poled lithium niobate optical parametric oscillator by use of a fan-out grating design // Opt. Lett. - 1998. - Vol. 23. -N 3. - P. 159-161.

174. Vodopyanov K.L., Maffetone J.P., Zwieback I., Ruderman W. AgGaS2 optical parametric oscillator continuously tunable from 3.9 to 11.3 цт // Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol. 75. - P. 1204-1206.

175. Vodopyanov K.L., Ganikhanov F., Maffetone J.P., et al. ZnGeP2 optical parametric oscillator with 3.8-12.4-цт tunability // Opt. Lett. - 2000. - Vol. 25. - N 11 - P. 841-843.

176. Adler F., Cossel K.C., Thorpe M.J., Hartl I., Ferman M.E., Ye J. Phase-stabilized, 1.5 W frequency comb at 2.8-4.8 micron // Opt. Lett. - 2009. - Vol. 34. - N 9. - P. 1330-1332.

177. Tyazhev A., Kolker D., Marchev G., Badikov V., Badikov D., Shevyrdyaeva G., Panyutin V., Petrov V. Midinfrared optical parametric oscillator based on the wide-bandgap BaGa4S7 nonlinear crystal // Opt. Lett. - 2012. - Vol. 37. - N 19. - P. 4146-4148.

178. Bosenberg W.R., Drobshoff A., Alexander J.I., Myers L.E., Byer R.L. 93% pump depletion, 3.5-W continuous-wave, singly resonant optical parametric oscillator // Opt. Lett. - 1996. - Vol. 21. -N 17. - P.1336-1338.

179. Chen D.W., Rose T.S. Low noise 10-W CW OPO generation near 3 цт with MgO doped PPLN // Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO:S&I) 2005: OSA Technical Digest (Optica Publishing Group, 2005). - paper CThQ2. - ISBN: 1-55752-770-9.

180. Ishizuki H., Taira T. High-energy quasi-phase-matched optical parametric oscillation in a periodically poled MgO:LiNbO3 device with a 5 mmx5 mm aperture // Opt. Lett. - 2005. - Vol. 30. - N 21. -P.2918-2920.

181. Myers L.E., Eckardt R.C., Fejer M.M., Byer R.L., et al. Quasi-phase-matched optical parametric oscillators in bulk periodically poled LiNbO3 // J. Opt. Soc. Am. B. - 1995. - Vol. 12. - P. 2102-2116.

182. Powers P.E., Kulp T.J., Bisson S.E. Continuous tuning of a continuous-wave periodically poled lithium niobate optical parametric oscillator by use of a fan-out grating design // Opt. Lett. - 1998. - Vol. 23. -N 3. - P. 159-161.

183. Vodopyanov K.L., Maffetone J.P., Zwieback I., Ruderman W. AgGaS2 optical parametric oscillator continuously tunable from 3.9 to 11.3 ^m // Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol. 75. - P. 1204-1206.

184. Vodopyanov K.L., Ganikhanov F., Maffetone J.P., et al. ZnGeP2 optical parametric oscillator with 3.8-12.4-^m tunability // Opt. Lett. - 2000. - Vol. 25. - N 11 - P. 841-843.

185. Adler F., Cossel K.C., Thorpe M.J., Hartl I., Ferman M.E., Ye J. Phase-stabilized, 1.5 W frequency comb at 2.8-4.8 micron // Opt. Lett. - 2009. - Vol. 34. - N 9. - P. 1330-1332.

186. Tyazhev A., Kolker D., Marchev G., Badikov V., Badikov D., Shevyrdyaeva G., Panyutin V., Petrov V. Midinfrared optical parametric oscillator based on the wide-bandgap BaGa4S7 nonlinear crystal // Opt. Lett. - 2012. - Vol. 37. - N 19. - P. 4146-4148.

187. Бадиков В.В., Дон А.К., Митин К.В., Серегин А.М., и др. Оптический параметрический генератор на кристалле HgGa2S4 // Квантовая электроника. - 2003. - Т. 33. - № 9. - С. 831-832.

188. Бадиков В.В., Кузьмин Н.В., Лаптев В.Б., Малиновский А.Л., и др. Исследование оптических и теплофизических свойств нелинейных кристаллов тиогаллата ртути // Квантовая электроника. -2004. - Т. 34. - № 5. - С. 451-456.

189. Бадиков В.В., Дон А.К., Митин К.В., и др. Оптический параметрический генератор среднего ИК диапазона на кристалле HgGa2S4 с накачкой импульсно-периодическим Nd^AG-лазером // Квантовая электроника. - 2007. - Т. 37. - № 4. - С. 363-365.

190. Tyazhev A., Marchev G., Badikov V., Esteban-Martin A., Badikov D., Panyutin V., et al. High-power, 100-Hz HgGa2S4 OPO pumped at 1064 nm // CLEO-2013: OSA Technical Digest (Optica Publishing Group, 2013). - paper JM4K.3. - https://doi.org/10.1364/CLEO_AT.2013.JM4K.3.

191. Esteban-Martin A., Marchev G., Badikov V., Panyutin V., et al. HgGa2S4-based RISTRA OPO pumped at 1064 nm // CLEO-2014, San Jose, CA, USA: OSA Technical Digest (online) (Optica Publishing Group, 2014). - paper JTu4A.113. - https://doi.org/10.1364/CLEO_AT.2014.JTu4A.113.

192. Kato K., Petrov V., Umemura N. Phase-matching properties of yellow color HgGa2S4 for SHG and SFG in the 0.944-10.5910 цт range // Appl. Opt. - 2016. - Vol. 55. - N 12. - P. 3145-3148.

193. Popien S., Beutler M., Rimke I., Badikov D., Badikov V., Petrov V. Femtosecond Yb-fiber laser synchronously pumped HgGa2S4 optical parametric oscillator tunable in the 4.4- to 12-цт range // Opt. Eng. - 2018. - Vol. 57. - N 11. - A.n. 111802.

194. Бойко А.А., Костюкова Н.Ю., Колкер Д.Б., и др. Выбор оптимальных условий фазового синхронизма для полупроводниковых нелинейных кристаллов при каскадной накачке в области 2 мкм // Известия вузов. Физика. - 2021. - Т. 64. - № 8 (765). - С. 126-130.

195. Kim I., Lee D., Lee K.J. Investigation of Mid-Infrared Broadband Second-Harmonic Generation in Non-Oxide Nonlinear Optic Crystals // Crystals. - 2021. - Vol. 11. - N 8. - A.n. 921.

196. Старикова М., Кузнецова И., Костюкова Н. Лазерный оптико-акустический газоанализатор LaserBreeze // Фотоника. - 2015. - № 3. - С. 84-93.

197. Perma Pure Membrane dryer [Электронный ресурс]: http://www.permapure.com/.

198. Absolute humidity and relative humidity calculator [Электронный ресурс]: http://planetcalc.ru/2167/.

199. Maiti K.S., Lewton M., Fill E., Apolonski A. Sensitive spectroscopic breath analysis by water condensation // J. Breath Res. - 2018. - Vol. 12. - N 4. - A.n. 046003.

200. Злыгостев И.Н., Эпов М.И., Савлук А.В. Об измерении вектора магнитной индукции с использованием трехкомпонентного магнитометра, размещенного на подвижном носителе // Геофизические технологии. - 2021. - № 4. - С. 47-56.

201. Tuck L.E., Samson C., Laliberte J., Cunningham M. Magnetic interference mapping of four types of unmanned aircraft systems intended for aeromagnetic surveying // Geosci. Instrum. Method. Data Syst. -2021. - Vol. 10. - N 1. - P. 101-112.

202. Real-time and historical methane CH4 levels [Электронный ресурс]: https://www.methanelevels.org.

203. Kirschke S., Bousquet P., Ciais P., Saunois M., Canadell J.G., et al. Three decades of global methane sources and sinks // Nature Geosci. - 2013. - Vol. 6. - N 10. - P. 813-823.

204. Villa T.F., Gonzalez F., et al. An overview of small unmanned aerial vehicles for air quality measurements: Present applications and future prospectives // Sensors. - 2016. - Vol. 16. - N 7 - A.n. 1072.

205. Nadezhdinskii A., Berezin A., Chernin S., Ershov O., Kutnyak V. High sensitivity methane analyzer based on tuned near infrared diode laser // Spectrochim. Acta A. - 1999. - Vol. 55. - N 10. - P. 2083-2089.

206. Kapitanov V.A., Tyryshkin I.S., Krivolutskii N.P., Ponomarev Yu.N., et al. Spatial distribution of methane over Lake Baikal surface // Spectrochim. Acta A. - 2007. - Vol. 66. - N 4-5. - P. 788-795.

207. Wang J., Wang H., Liu X. A portable laser photoacoustic methane sensor based on FPGA // Sensors. -2016. - Vol. 16. - N 9. - A.n. 1551.

208. Lamard L., Balslev-Harder D., Peremans A., et al. Versatile photoacoustic spectrometer based on a mid-infrared pulsed optical parametric oscillator // Appl. Opt. - 2019. - Vol. 58. - N 2. - P. 250-256.

209. Giglio M., Zifarelli A., Sampaolo A., Menduni G., Elefante A., Blanchard R., Pfluegl C., Witinski M.F., Vakhshoori D., Wu H., Passaro V.M.N., Patimisco P., Tittel F.K., Dong L., Spagnolo V. Broadband detection of methane and nitrous oxide using a distributed-feedback quantum cascade laser array and quartz-enhanced photoacoustic sensing // Photoacoustics. - 2020. - Vol. 17. - A.n. 100159.

210. Khan A., Schaefer D., Tao L., Miller D.J., Sun K., Zondlo M.A., et al. Low Power Greenhouse Gas Sensors for Unmanned Aerial Vehicles // Remote Sens. - 2012. - Vol. 4. - N 5. - P. 1355-1368.

211. Berman E.S.F., Fladeland M., Liem J., Kolyer R., Gupta M. Greenhouse gas analyzer for measurements of carbon dioxide, methane, and water vapor aboard an unmanned aerial vehicle // Sensors & Actuators B. -2012. - Vol. 169. - P. 128-135.

212. Nathan B.J., Golston L.M., O'Brien A.S., et al. Near-Field Characterization of Methane Emission Variability from a Compressor Station Using a Model Aircraft // Environ. Sci. Technol. - 2015. - Vol 49. -N 13. - P. 7896-7903.

213. Golston L.M., Tao L., Brosy C., et al. Lightweight mid-infrared methane sensor for unmanned aerial systems // Appl. Phys. B. - 2017. - Vol. 123. - N 6. - A.n. 170.

214. Brosy C., Krampf K., Zeeman M., et al. Simultaneous multicopter-based air sampling and sensing of meteorological variables // Atmos. Meas. Tech. - 2017. - Vol. 10. - N 8. - P. 2773-2784.

215. Yang S., Talbot R.W., Frish M.B., Golston L.M., Aubut N.F., Zondlo M.A., Gretencord C., McSpiritt J. Natural gas fugitive leak detection using an unmanned aerial vehicle: Measurement system description and mass balance approach // Atmosphere. - 2018. - Vol. 9. - N 10. - A.n. 383.

216. Barchyn T.E., Hugenholtz C.H., Myshak S., Bauer J. A UAV-based system for detecting natural gas leaks // J. Unmanned Veh. Syst. - 2018. - Vol. 6. - N 1 - P. 18-30.

217. Martinez B., Miller T.W., Yalin A.P. Cavity Ring-Down methane sensor for small unmanned aerial systems // Sensors. - 2020. - Vol. 20. - N 2. - A.n. 454.

218. Tuzson B., Graf M., Ravelid J., et al. A compact QCL spectrometer for mobile, high-precision methane sensing aboard drones // Atmos. Meas. Tech. - 2020. - Vol. 13. - N 9. - P. 4715-4726.

219. Shah A., Pitt J.R., et al. Testing the near-field Gaussian plume inversion flux quantification, technique using unmanned aerial vehicle sampling // Atmos. Meas. Tech. - 2020. - Vol. 13. - N 3. - P. 1467-1484.

220. Shaw J.T., Shah A., Yong H., Allen G. Methods for quantifying methane emissions using unmanned aerial vehicles: a review // Phil. Trans. R. Soc. A. - 2021. - Vol. 379. - N 2210. - A.n. 20200450.

221. Kaliszewski M., Wlodarski M., Mlynczak J., et al. The Multi-Gas Sensor for Remote UAV and UGV Missions - Development and Tests // Sensors. - 2021. - Vol. 21. - N 22. - A.n. 7608.

222. Szczurek A., Gonstal D., Maciejewska M. The Gas Sensing Drone with the Lowered and Lifted Measurement Platform // Sensors. - 2023. - Vol. 23. - N 3. - A.n. 1253.

223. Zheng Y., Yang S., Liu X., et al. The computational fluid dynamic modeling of downwash flow field for a six-rotor UAV // Front. Agr. Sci. Eng. - 2018. - Vol. 5. - N 2. - P. 159-167.

224. Jumaah H.J., Kalantar B., Halin A.A., et al. Development of UAV-Based PM2.5 Monitoring System // Drones. - 2021. - Vol. 5. - N 3. - A.n. 60.

ПУБЛИКАЦИИ СОИСКАТЕЛЯ НА ТЕМУ ДИССЕРТАЦИИ

а) Статьи в периодических журналах, входящих в базы Scopus и Web of Science:

А01. Пономарев Ю.Н., Капитанов В.А., Карапузиков А.И., Шерстов И.В. Измерения уширения и сдвига линий поглощения молекул столкновениями с селективно возбужденными молекулами буферного газа. 1. Экспериментальный стенд // Оптика атмосферы и океана. - 2004. - Т. 17. - № 10. -С. 865-868.

А02. Шерстов И.В., Капитанов В.А., Агеев Б.Г., Карапузиков А.И., Пономарев Ю.Н. Лазерный оптико-акустический течеискатель // Оптика атмосферы и океана. - 2004. - Т. 17. - № 2-3. - С. 119-123. [Sherstov I.V., Kapitanov V.A., Ageev B.G., Karapuzikov A.I., Ponomarev Y.N. Laser optoacoustic leak detector // Atmospheric and Oceanic Optics. - 2004. - Vol. 17. - N 2-3. - P. 102-105.] А03. Шерстов И.В., Бычков К.В., Васильев В.А., Карапузиков А.И., Спицын В.В., Черников С.Б. Двухканальная CO2 лазерная система для гетеродинного лидара // Оптика атмосферы и океана. -2005. - Т. 18. - № 3. - С. 270-276. [Sherstov I.V., Bychkov K.V., Vasiliev V.A., Karapuzikov A.I., Spitsin V.V., Chernikov S.B. Two-channel CO2 laser system for heterodyne lidar // Atmospheric and oceanic optics. - 2005. - Vol. 18. - N 3. - P. 248-253.] А04. Карапузиков А.И., Шерстов И.В., Агеев Б.Г., Капитанов В.А., Пономарев Ю.Н. Лазерные сенсоры-газоанализаторы на основе интеллектуальных волноводных СО2-лазеров и резонансных оптико-акустических детекторов и их приложения // Оптика атмосферы и океана. - 2007. - Т. 20. - № 5. -С. 453-458. [Karapuzikov A.I., Sherstov I.V., Ageev B.G., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N. Laser sensors-gas analyzers based on smart waveguide CO2 lasers and resonance photoacoustic detectors and their applications // Atmospheric and Oceanic Optics. - 2007. - Vol. 20. - N 5. - P. 418-423.] А05. Lee C.-M., Bychkov K.V., Karapuzikov A.I., Sherstov I.V., Vasiliev V.A., Kapitanov V.A., Ponomarev Y.N. High-sensitivity laser photoacoustic leak detector // Optical Engineering. - 2007. -Vol. 46. - N 6. - P. 064302.

А06. Каштанов Д.А., Васильев В.А., Карапузиков А.И., Шерстов И.В. Стабилизация линии излучения волноводного CO2-лазера для лазерного оптико-акустического детектора утечек SF6 // Оптика атмосферы и океана. - 2011. - Т. 24. - № 5. - С. 411-417. [Kashtanov D.A., Vasiliev V.A., Karapuzikov A.I., Sherstov I.V. Stabilization of the waveguide CO2 laser line for a laser photoacoustic SF6-leak detector // Atmospheric and Oceanic Optics. - 2011. - Vol. 24. - N 5. - P. 495-501] А07. Kolker D.B., Sherstov I.V., Karapuzikov A.I., Karapuzikov A.A., Boyko A.A., Starikova M.K., Dukhovnikova N.Yu., Loconov V.N., Shtyrov M.Yu., Miroshnichenko I.B., Zenov K.G., Miroshnichenko M.B. PAD spectrometer based on wide tunable optical parametric oscillator for noninvasive medical diagnostics // Optics and Photonics Journal. - 2013. - Vol. 3. - N 2B. - P. 43-46. А08. Колкер Д.Б., Бойко А.А., Духовникова Н.Ю., Зенов К.Г., Шерстов И.В., Старикова М.К., Мирошниченко И.Б., Мирошниченко М.Б., Каштанов Д.А., Кузнецова И.Б., Штыров М.Ю., Zachariadis S., Карапузиков А.И., Карапузиков А.А., Локонов В.Н. Параметрический генератор света на основе периодических структур ниобата лития с плавной перестройкой длины волны излучения // Приборы и техника эксперимента. - 2014. - № 1. - С. 85-89. [Kolker D.B., Boyko A.A., Dukhovnikova N.Y., Zenov K.G., Sherstov I.V., Starikova M.K., Miroshnichenko I.B., Miroshnichenko M.B., Kashtanov D.A., Kuznetsova I.B., Shtyrov M.Y., Karapuzikov A.I., Karapuzikov A.A., Lokonov V.N., Zachariadis S. Continuously wavelength tuned optical parametric oscillator based on fan-out periodically poled lithium niobate // Instruments and Experimental Techniques. - 2014. - Vol. 57. - N 1. - P. 50-54.] А09. Карапузиков А.А., Карапузиков А.И., Каштанов Д.А., Мирошниченко И.Б., Шерстов И.В. Компактный частотно-стабилизированный импульсно-периодический С02-лазер для калибровки измерителей длин волн // Приборы и техника эксперимента. - 2014. - № 2. - С. 122-126. [Karapuzikov A.A., Sherstov I.V., Karapuzikov A.I., Kashtanov D.A., Miroshnichenko I.B. A compact frequency-stabilized pulse-periodic waveguide CO2 laser for calibration of wavelength meters // Instruments and Experimental Techniques. - 2014. - Vol. 57. - N 2. - P. 209-213.] А10. Karapuzikov A.A., Sherstov I.V., Karapuzikov A.I., Shtyrov M.Y., Dukhovnikova N.Y., Zenov K.G., Boyko A.A., Starikova M.K., Tikhonyuk I.I., Miroshnichenko I.B., Miroshnichenko M.B., Kolker D.B., Myakishev Y.B., Lokonov V.N., Kistenev Y.V., Kuzmin D.A. LaserBreeze gas analyzer for noninvasive diagnostics of air exhaled by patients // Physics of Wave Phenomena. - 2014. - Vol. 22. - N 3. -P. 189--196.

А11. Kostyukova N.Y., Kolker D.B., Zenov K.G., Boyko A.A., Starikova M.K., Sherstov I.V., Karapuzikov A.A. Mercury thiogallate nanosecond optical parametric oscillator continuously tunable from 4.2 to 10.8 цш // Laser Physics Letters. - 2015. - Vol. 12. - N 9. - A.n. 095401. А12. Шерстов И.В., Васильев В.А., Гончаренко А.М., Зенов К.Г., Пустовалова Р.В., Карапузиков А.И. Метод измерения резонансной частоты оптико-акустического детектора в реальном времени // Приборы и техника эксперимента. - 2016. - № 5. - С. 133-137. [Sherstov I.V., Vasiliev V.A., Goncharenko A.M., Zenov K.G., Pustovalova R.V., Karapuzikov A.I. Method for measuring the resonant frequency of photoacoustic detector in the real-time mode // Instruments and Experimental Techniques. -2016. - Vol. 59. - N 5. - P. 749-753.] А13. Колкер Д.Б., Шерстов И.В., Костюкова Н.Ю., Бойко А.А., Зенов К.Г., Пустовалова Р.В. Комбинированный параметрический генератор света с непрерывной перестройкой длины волны излучения в спектральном диапазоне 2,5-10,8 мкм // Квантовая электроника. - 2017. - Т. 47. - № 1. -С. 14-19. [Kolker D.B., Sherstov I.V., Pustovalova R.V., Kostyukova N.Y., Boyko A.A., Zenov KG. Combined optical parametric oscillator with continuous tuning of radiation wavelength in the spectral range 2.5-10.8 цш // Quantum Electronics. - 2017. - Vol. 47. - N 1. - P. 14-19.] А14. Шерстов И.В., Васильев В.А., Зенов К.Г., Пустовалова Р.В., Спицын В.В., Черников С.Б. Разработка и исследование лазерного оптико-акустического газоанализатора SF6 // Приборы и техника эксперимента. - 2017. - № 3. - С. 106-113. [Sherstov I.V., Vasiliev V.A., Zenov K.G., Pustovalova R.V., Spitcin V.V., Chernikov S.B. Development and research of a laser photo-acoustic SF6 gas analyzer // Instruments and Experimental Techniques. - 2017. - Vol. 60. - N 3. - P. 407-413.] А15. Шерстов И.В., Васильев В.А., Карапузиков А.И., Зенов К.Г., Пустовалова Р.В. Снижение энергопотребления лазерного оптико-акустического газоанализатора SF6 // Приборы и техника эксперимента. - 2018. - № 4. - С. 117-124. [Sherstov I.V., Vasiliev V.A., Karapuzikov A.I., Zenov K.G., Pustovalova R.V. Reducing the energy consumption of a laser photo-acoustic SF6 gas analyzer // Instruments and Experimental Techniques. - 2018. - Vol. 61. - N 4. - P. 583-589.] А16. Колкер Д.Б., Шерстов И.В., Костюкова Н.Ю., Бойко А.А., Кистенев Ю.В., Нюшков Б.Н., Зенов К.Г., Шадринцева А.Г., Третьякова Н.Н. Перестраиваемый в широком спектральном интервале источник лазерного излучения среднего ИК диапазона для оптико-акустической спектроскопии // Квантовая электроника. - 2019. - Т. 49. - № 1. - С. 29-34. [Kolker D.B., Sherstov I.V., Kostyukova N.Y., Boyko A.A., Nyushkov B.N., Kistenev Y.V., Zenov K.G., Shadrintseva A.G., Tretyakova N.N. Broadband tunable source of mid-IR laser radiation for photoacoustic spectroscopy // Quantum Electronics. - 2019. - Vol. 49. - N 1. - P. 29-34.] А17. Колкер Д.Б., Шерстов И.В., Костюкова Н.Ю., Бойко А.А., Ерушин Е.Ю., Нюшков Б.Н. Широкополосный источник излучения среднего ИК диапазона на основе параметрического генератора света с MgO:PPLN-структурой // Квантовая электроника. - 2019. - Т. 49. - № 2. -С. 191-194. [Kolker D.B., Sherstov I.V., Kostyukova N.Y., Boyko A.A., Nyushkov B.N., Erushin E.Y. Broadband mid-IR source based on a MgO:PPLN optical parametric oscillator // Quantum Electronics. -2019. - Vol. 49. - N 2. - P. 191-194.] А18. Sherstov I.V., Vasiliev V.A., Karapuzikov A.I., Zenov K.G. Comparative studies of photo-acoustic gas analyzers based on tunable CO2 lasers with external and intracavity detector arrangement // Infrared Physics & Technology. - 2020. - Vol. 105. - A.n. 103170. А19. Sherstov I., Chetvergova L. Experimental researches of acoustical modes of various types of resonant

photo-acoustic detectors // Optics Communications. - 2020. - Vol. 462. - A.n. 125184. А20. Шерстов И.В., Колкер Д.Б. Оптико-акустический газоанализатор метана на основе параметрического генератора света с длиной волны 3,3 мкм // Квантовая электроника. - 2020. -Т. 50. - № 11. - С. 1063-1067. [Sherstov I.V., Kolker D.B. Photoacoustic methane gas analyser based on a 3.3-цш optical parametric oscillator // Quantum Electronics. - 2020. - Vol. 50. - N 11. - P. 1063-1067.] А21. Sherstov I.V., Kolker D.B., Boyko A.A., Vasiliev V.A., Pustovalova R.V. Methane photo-acoustic gas analyzer based on 7.7-цш quantum cascade laser // Infrared Physics & Technology. - 2021. - Vol. 117. -A.n. 103858.

А22. Sherstov I.V., Vasiliev V.A. Highly sensitive laser photo-acoustic SF6 gas analyzer with 10 decades dynamic range of concentration measurement // Infrared Physics & Technology. - 2021. - Vol. 119. -A.n. 103922.

А23. Sherstov I.V., Pustovalova R.V. Development of a new system to collect and dry patient exhalation samples for laser photo-acoustic gas analyzer // Lasers in Medical Science. - 2021. - Vol. 36. - N 1. -P. 33-41.

А24. Колкер Д.Б., Шерстов И.В., Бойко А.А., Костюкова Н.Ю., Ерушин Е.Ю., Павлюк А.В. Квантово-каскадные лазеры среднего ИК-диапазона в компактных оптико-акустических газовых сенсорах // Журнал прикладной спектроскопии. - 2022. - Т. 89. - № 4. - С. 580-586. [Kolker D.B., Sherstov I.V., Boiko A.A., Kostyukova N.Yu., Erushin E.Yu., Pavlyuk A.V. Mid-IR Range Quantum-Cascade Lasers in Compact Optoacoustic Gas Analyzers // Journal of Applied Spectroscopy. - 2022. - Vol. 89. -P. 742-747.]

А25. Sherstov I.V., Kolker D.B., Vasiliev V.A., Pavlyuk A.V., Miroshnichenko M.B., Boyko A.A., Kostyukova N.Yu., Miroshnichenko I.B. Laser photo-acoustic methane sensor (7.7 ^m) for use at unmanned aerial vehicles // Infrared Physics & Technology. - 2023. - Vol. 133. - A.n. 104865.

А26. Sherstov I.V., Bychkov K.V., Chernikov S.B., Karapuzikov A.I., Spitcin V.V., Vasiliev V.A. Two-channel CO2 laser system for heterodyne applications // Proc. SPIE. - 2004. - Vol. 5743: XI International Symposium on Atmospheric and Ocean Optics/Atmospheric Physics, 2004, Tomsk, Russia. - P. 410-419. - DOI: 10.1117/12.606294.

А27. Ageev B.C., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N., Vasiliev V.A., Karapuzikov A.I., Sherstov I.V. Laser gas-analyzers for studying kinetics of gas-exchange between vegetation biosystems and atmosphere // Proc. SPIE. - 2006. - Vol. 6580: 15th Symposium on High-Resolution Molecular Spectroscopy, 2006, Nizhny Novgorod, Russia. - A.n. 65800P (8 pages). - DOI: 10.1117/12.724943.

А28. Ageev B.G., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N., Nikiforova O.Yu., Karapuzikov A.I., Sherstov I.V., Volkova L.I., Djakova E.Yu., Kapilevich L.V., Kapitanova D.V., Kistenev Yu.V., Smotrova N.A., Fokin V.A., Plohotin A.V., Berendeeva T.A. Photoacoustic spectroscopy of the expired air at a human respiratory pathology // Proc. SPIE. - 2006. - Vol. 6580: 15th Symposium on High-Resolution Molecular Spectroscopy, 2006, Nizhny Novgorod, Russia. - A.n. 65800O. - DOI: 10.1117/12.724939.

А29. Starikova M.K., Karapuzikov A.A., Kolker D.B., Sherstov I.V., Boyko A.A., Bulanova A.A., Bukreeva E.B., Kistenev Y.V., Kuzmin D.A., Karapuzikov A.I., Klementyev V.M., Nikiforova O.Y., Ponomarev Y.N. Noninvasive express diagnostics of pulmonary diseases based on control of patient's gas emission using methods of IR and Terahertz laser spectroscopy // Proc. SPIE. - 2013. - Vol. 9065: Fundamentals of Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies 2013, 24-28 June 2013, St. Petersburg, Russian Federation. - A.n. 906514. - DOI: 10.1117/12.2053144.

А30. Erushin E.Y., Boyko A.A., Kostyukova N.Y., Sherstov I.V., Antipov O.L., Kolker D.B. A narrow linewidth singly resonant PPLN OPO seeded by He-Ne at 3390 nm for CH4 photoacoustic detection // 2020 International Conference Laser Optics (ICLO 2020), 2-6 Nov. 2020, Saint Petersburg, Russia: proc. -A.n. 9285572. - DOI: 10.1109/ICLO48556.2020.9285572.

А31. Kolker D.B., Sherstov I.V., Boyko A.A., Nyushkov B.N., Erushin E.Y., Kostyukova N.Y., Pavluck A.V., Kiryakova A.Y., Akhmathanov A.I. Tunable mid-infrared laser sources for trace-gas analysis // Journal of Physics: Conference Series. - 2021. - Vol. 2067: The IX International Symposium "Modern Problems of Laser Physics" (MPLP 2021), August 22-29, 2021, Novosibirsk, Russia. - P. 012013. -DOI: 10.1088/1742-6596/2067/1/012013.

А32. Kolker D.B., Sherstov I.V., Pavluck A.V., Miroshnichenko M.B. M.B., Kostyukova N.Yu., Boyko A.A. Compact transportable CH4 PAD gas analyzer based on quantum cascade laser // 2022 International Conference Laser Optics (ICLO, June 20-24, 2022, Saint Petersburg, Russia: technical program. -P. 119 (R3-21). - DOI: 10.1109/ICLO54117.2022.9840076.

А33. Erushin E.Y., Kostyukova N.Y., Boyko A.A., Miroshnichenko I.B., Sherstov I.V., Kolker D.B. Widely Tunable Automatic System for Multiple Gas Detection // 2022 IEEE 23rd International Conference of

Young Professionals in Electron Devices and Materials (EDM), 30 June-04 July 2022, Novosibirsk, Russia. - P. 356-359. - ISBN 978-166549804-3. - DOI: 10.1109/EDM55285.2022.9855152.

б) Статьи в периодических журналах, включённых в перечень ВАК (всего - 16, в т. ч. входящих в базы Scopus и Web of Science - 15):

А34. Шерстов И.В., Пустовалова Р.В., Зенов К.Г. Система сбора и подготовки проб выдыхаемого воздуха для медицинского лазерного оптико-акустического газоанализатора // Оптика атмосферы и океана. - 2017. - Т. 30. - № 5. - С. 435-441.

в) Патенты:

А35. Капитанов В.А., Карапузиков А.И., Пономарев Ю.Н., Шерстов И.В. Оптико-акустический лазерный течеискатель / Патент на полезную модель RU 38228, 27.05.2004. Заявка № 2003134766/20 от 01.12.2003. Опубликовано: 27.05.2004, Бюл. № 15.

А36. Капитанов В.А., Карапузиков А.И., Пономарев Ю.Н., Шерстов И.В. Резонансный оптико-акустический детектор и оптико-акустический лазерный газоанализатор / Патент на полезную модель RU 51746 U1, 27.02.2006. Заявка № 2005109649/22 от 04.04.2005. Опубликовано: 27.02.2006, Бюл. № 6.

А37. Васильев В.А., Карапузиков А.И., Карапузиков А.А., Шерстов И.В. Лазерный оптико-акустический газоанализатор / Патент на полезную модель RU 90905 U1, 20.01.2010. Заявка № 2009134766/22 от 16.09.2009. Опубликовано: 20.01.2010, Бюл. № 2.

А38. Карапузиков А.И., Карапузиков А.А., Шерстов И.В. Оптико-акустический детектор / Патент на полезную модель RU 133306 U1, 10.10.2013. Заявка № 2012150902/28 от 28.11.2012. Опубликовано: 10.10.2013, Бюл. № 28.

А39. Карапузиков А.И., Карапузиков А.А., Колкер Д.Б., Шерстов И.В. Генератор лазерного излучения с перестраиваемой длиной волны / Патент на полезную модель RU 133355 U1, 10.10.2013. Заявка № 2012136126/28 от 22.08.2012. Опубликовано: 10.10.2013, Бюл. № 28.

А40. Карапузиков А.И., Карапузиков А.А., Колкер Д.Б., Шерстов И.В. Оптико-акустический газоанализатор / Патент на полезную модель RU 139181 U1, 10.04.2014. Заявка № 2013114813/28 от 01.04.2013. Опубликовано: 10.04.2014, Бюл. № 10.

А41. Карапузиков А.А., Шерстов И.В. Устройство подготовки газовых проб для анализа / Патент на полезную модель RU 150417 U1, 20.02.2015. Заявка № 2013154662/14 от 18.04.2014. Опубликовано: 20.02.2015, Бюл. № 5.

А42. Шерстов И.В. Резонансный дифференциальный оптико-акустический детектор / Патент на полезную модель 199702 U1, 15.09.2020. Заявка № 2020119036 от 02.06.2020. Опубликовано:

15.09.2020, Бюл. № 26.

А43. Шерстов И.В. Лазерный оптико-акустический газоанализатор и резонансный дифференциальный оптико-акустический детектор / Патент на изобретение 2748054 C1, 19.05.2021. Заявка № 2020119016 от 02.06.2020. Опубликовано: 19.05.2021, Бюл. № 14.

А44. Шерстов И.В. Резонансный дифференциальный оптико-акустический детектор / Патент на изобретение 2761906 C1, 14.12.2021. Заявка № 2020143429 от 25.12.2020. Опубликовано:

14.12.2021, Бюл. № 35.

г) Прочие публикации:

А45. Шерстов И.В., Капитанов В.А., Агеев Б.Г., Карапузиков А.И., Пономарев Ю.Н. Обнаружение малых утечек из герметичных объемов лазерным оптико-акустическим газоанализатором // Оптическая спектроскопия и стандарты частоты. Молекулярная спектроскопия [Коллективная

монография] / Под ред. Л.Н. Синицы, Е.А. Виноградова. - Томск: Изд-во Института оптики атмосферы СО РАН, 2004. - С. 593-601. - ISBN 5-94458-040-2.

А46. Sherstov I.V., Bychkov K.V., Vasiliev V.A., Karapuzikov A.I., Ageev B.G., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N. Monitoring of gases leakage by laser photo-acoustic detectors // XII Joint International Symposium "Atmospheric and Ocean Optics, Atmospheric physics", Tomsk, June 27-30, 2005. -Tomsk: Institute of Atmospheric Optic SB RAS, 2005. - P. 133. - ISBN 5-94458-038-0.

А47. Sherstov I.V., Karapuzikov A.I., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N. Laser Leak Detectors: [Устный доклад] // Рабочая группа по сокращению эмиссии метана на предприятиях нефтегазовой промышленности. - 14-16 сентября 2005, Томск, Россия.

А48. Vasil'ev V.A., Kapitanov V.A., Karapuzikov A.I., Ponomarev Yu.N., Sherstov I.V. High-Sensitive Laser Opto-Acoustic Gas-Analyzer Based on the Wave-Guide CO2 Laser // Proc. of 15th Symposium on High Resolution Molecular Spectroscopy, July 18-21, 2006, Nizhny Novgorod, Russia. - P. 41 (poster).

А49. Шерстов И.В., Васильев В.А., Зенов К.Г., Карапузиков А.И., Капитанов В.А., Пономарев Ю.Н. Повышение точности измерений концентрации газа оптико-акустическим детектором [Устный доклад] // Семинар лаборатории «Атмосферной абсорбционной спектроскопии», ИОА СО РАН, г. Томск, 16 января 2007 г.

А50. Sherstov I.V., Karapuzikov A.I., Vasiliev V.A., Zenov K.G. Research of metrological parameters of SF6 laser photo-acoustic detector // Atmospheric and ocean optics. Atmospheric physics: Krasnoyarsk 2008:

XV Intern. Symp., June 22-28, 2008: [abstracts]. - Tomsk, 2008. - P. 108. - ISBN 978-5-94458-088-7. -https://symp.iao.ru/files/symp/aoo/ 15/en/abstr_1420.pdf.

А51. Sherstov I.V., Karapuzikov A.I., Ageev B.G., Kapitanov V.A., Ponomarev Yu.N. Photo-acoustic sensors and gas analyzers based on intellectual wave-guide CO2 laser and their applications // Proc. 9-th Russian-Chinese Symposium on Laser Physics and Laser Technologies, October 26-31, 2008, Tomsk, Russia / Ed. by G.V. Mayer and A.N. Soldatov. - Tomsk: Tomsk State Univer., Harbin Inst. of Technology, 2008.

А52. Шерстов И.В., Васильев В.А., Зенов К.Г., Карапузиков А.И. Лазерный оптико-акустический газоанализатор воздуха на основе перестраиваемого волноводного CO2 лазера [Устный доклад] // XVII Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы». - 28 июня -01 июля 2011, Томск, Россия. - https://symp-pv.iao.ru/files/symp/aoo/17/conference_C.pdf.

А53. Старикова М.К., Пустовалова Р.В., Колкер Д.Б., Зенов К.Г., Шерстов И.В., Карапузиков А.И., Карапузиков А.А. Источник когерентного инфракрасного излучения в среднем ИК-диапазоне на основе ПГС для газоанализа // Сборник трудов VII Международной конференции молодых ученых и специалистов «Оптика-2011», 17-21 октября 2011, Санкт-Петербург, Россия. -ISBN 978-5-7577-0385-5.

А54. Шерстов И.В. Лазерный течеискатель элегаза "SF6 LaserGasTest". Устройство и принцип действия [Приглашенный доклад на семинаре в Научно-техническом центре «Электроинжиниринг, Диагностика и Сервис» (НТЦ «Э.Д.С.»), 14 февраля 2012, Москва, Россия].

А55. Karapuzikov A.A., Karapuzikov A I., Kolker D.B., Starikova M.K., Sherstov I.V., Kashtanov D.A., Mayorov F.A. IR photo-acoustic sensors of various chemicals: review of practical realizations //

XVI GMA/ITG-Fachtagung Sensoren und Messsysteme, May 22-23, 2012, Nürnberg, Germany: proc. -P. 759-769. - DOI: 10.5162/sensoren2012/P4.5.

А56. Starikova M., Karapuzikov A.A., Karapuzikov A.I., Kolker D.B., Boyko A.A., Duhovnikova N.Yu., Sherstov I.V., Ponomarev N.Yu., Mayorov F.A. Advanced photo-acoustic gas analyzer // AMA Conferences 2013, 13 Intern. Conf. on Infrared Sensors & Systems, Germany, Nuremberg Exhibition Centre, 14-16 May 2013: proc. - Wunstorf: AMA Publ., 2013. - P. 135-138. - DOI: 10.5162/irs2013/iP11.

А57. Kolker D.B., Boyko A.A., Dukhovnikova N.Yu., Zenov K., Sherstov I.V., Starikova M., Karapuzikov A.I., Karapuzikov A.A. Experimental test of fan-out MgO:PPLN structures // VIII Int. Forum on Strategic Technology 2013 (IFOST 2013), 28 June - 1 July, 2013, Ulaanbaatar, Mongolia: proc. -P. 271-273. - ISBN 978-1-4799-0931-5.

А58. Kolker D.B., Sherstov I.V., Karapuzikov A.A., Karapuzikov A.I., Starikova M.K., Kashtanov D.A., Mayorov F.A., Shtyrov M., Boyko A.A., Zenov K., Muroshnochenko M.B., Miroshnichenko I.B.,

Dukhovnikova N.Yu. PAD spectrometer at 2.5-11 цш based on fun-out PPLN and HgGa2S4 optical parametric oscillator // MPLP'2013: VI International Symposium "Modern Problems of Laser Physics", Novosibirsk, Russia, August 25-31, 2013: technical digest. - Novosibirsk, 2013. - P. 156-157 (poster).

А59. Никифорова О.Ю., Пономарев Ю.Н., Карапузиков А.И., Колкер Д.Б., Шерстов И.В. Анализ газовых смесей по спектрам поглощения в диапазоне 2-4 мкм, зарегистрированным с помощью оптико-акустического спектрометра на базе параметрического генератора света // XIX Международный симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы - 2013», 1-6 июля 2013, Алтай, г. Барнаул (Телецкое озеро): Тез. докл. - Томск: Изд-во ИОА СО РАН, 2013. - С. 28. -ISBN 978-5-94458-137-2.

А60. Колкер Д.Б., Карапузиков А.А., Кистенев Ю.В., Старикова М.К., Шерстов И.В., Бойко А.А., Духовникова Н.Ю., Зенов К.Н., Буланова А.А., Букреева Е., Кузьмин Д., Клементьев В.М., Никифорова О., Пономарев Ю.Н. Noninvasive express diagnostics of pulmonary diseases based on control of patient's gas emission using methods of IR and Terahertz laser spectroscopy // Proceedings of the International Conference on Laser Applications in Life Sciences (LALS-2014), June 29 - July 2, 2014, Ulm, Germany (German-Chinnese Workshop on Biomedical Photonics).

А61. Pustovalova R.V., Zenov K.G., Sherstov I.V. Development of photo-acoustic gas analyzer on the base of tunable waveguide CO2 laser // V Russian-Chinese Workshop and School for Young Scientists on Laser Physics and Photonics (RCWLP&P-2015), Novosibirsk, Russia, August 26-30, 2015: technical digest. -P. 125-126. - ISBN 978-5-85957-118-5.

А62. Zenov K.G., Pustovalova R.V., Sherstov I.V. A study of optical circuit of laser photo-acoustic gas analyzer // V Russian-Chinese Workshop and School for Young Scientists on Laser Physics and Photonics (RCWLP&P-2015), Novosibirsk, Russia, August 26-30, 2015: technical digest. - P. 129-130. -ISBN 978-5-85957-118-5.

А63. Kolker D., Boyko A., Kostyukova N., Sherstov I.V., Zenov K.G. An optical parametric oscillator for fundamental metrology, spectroscopy and medical diagnostics // V Russian-Chinese Workshop and School for Young Scientists on Laser Physics and Photonics (RCWLP&P-2015), Novosibirsk, Russia, August 26-30, 2015: technical digest. - P. 18-19. - ISBN 978-5-85957-118-5.

А64. Шерстов И.В., Колкер Д.Б., Васильев В.А., Карапузиков А.И. Лазерные оптико-акустические газоанализаторы на основе СО2 лазеров и параметрических генераторов света // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017: c6. статей по материалам науч.-практ. конф. с междунар. участием / под ред. Ю.А. Омельчук, Н.В. Ляминой, Г.В. Кучерик. - Севастополь: СевГУ, 2017. - С. 1542-1546. - ISBN 978-5-9907603-7-0.

А65. Шерстов И.В. Дистанционное зондирование атмосферы излучением СО2 лазера // Экологическая, промышленная и энергетическая безопасность - 2017: Сб. статей по материалам науч.-практ. конф. с междунар. участием / под ред. Ю.А. Омельчук, Н.В. Ляминой, Г.В. Кучерик. - Севастополь: СевГУ, 2017. - С. 1538-1542. - ISBN 978-5-9907603-7-0.

А66. Шерстов И.В., Четвергова Л.В. Исследование акустических мод резонансных фото-акустических детекторов // Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Материалы XXV Международного симпозиума, 1-5 июля 2019, Новосибирск. Конф. C. Исследование атмосферы и океана оптическими методами [Электронный ресурс]. - Томск: ИОА СО РАН, 2019. - С. 624-627. -https://symp.iao.ru/files/symp/aoo/25/C.pdf. [Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы: Тезисы докладов XXV Междунар. симпозиума, 1-5 июля 2019, Новосибирск. - Томск: Издательство ИОА СО РАН, 2019. - С. 104. - ISBN 978-5-94458-175-4]

А67. Sherstov I., Vasiliev V. SF6 laser photo-acoustic gas analyzer with 10 decades range // Modern Problems of Laser Physics (MPLP-2021): The IX International Symposium, 22-28 August 2021, Novosibirsk, Russia: technical digest. - P. 140-141. - ISBN 978-5-85957-185-7.

А68. Колкер Д.Б., Шерстов И.В., Бойко А.А., Костюкова Н.Ю., Павлюк А.В. Аэромобильный лазерный оптико-акустический сенсор метана // XXIX Международный Симпозиум «Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы», 26-30 июня 2023, Москва. - https://symp.iao.ru/ru/aoo/29/index.

ПРИЛОЖЕНИЕ А Дополнительные материалы по разработке лазерного ОА-течеискателя элегаза

Приложение А.1 - Фотографии Лазерного ОА-газоанализатора ББб «ЬЬБ-Ьу (разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН; модель 2004 г.)

Рисунок А.1.1 - Блок-схема Лазерного ОА-газоанализатора SF6 «LLD-1» (2004); разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН:

RF - ВЧ генератор накачки волноводногоС02 лазера; PAD - резонансный кольцевой ОАД (схема Капитанова); PM - измеритель мощности; Pump - воздушный насос; DA - дифференциальный усилитель

Рисунок А.1.2 - Лазерный ОА-газоанализатор SF6 «LLD-1» (2004); разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН

Рисунок А.1.3 - Лазерный ОА-газоанализатор 8Бб «^В-1» (2004) со снятыми крышками; виден корпус волноводного С02 лазера, ВЧ-генератор накачки

Рисунок А.1.4 - Лазерный ОА-газоанализатор 8Бб «ЬЬП-1» (2004) со снятыми крышками; виден резонансный кольцевой ОАД (схема Капитанова)

Рисунок А. 1.5 - Лазерный ОА-газоанализатор SF6 «LLD-1» (2004)

Рисунок А. 1.6 - Лазерный ОА-газоанализатор 8Бб «1Ьй-1» (2004) в работе; эксперимент по определению мест утечки 8Бб из автомобильного двигателя (ИЛФ СО РАН)

Приложение А.2 - Схемы и фотографии Лазерного ОА-газоанализатора ББб «ЬЬОУ-1-2005» (разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН; модель 2005 г.)

Рисунок А.2.1 - Блок-схема Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «ЬЬОУ-1-2005» (2005); разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН:

РЕ - ВЧ генератор накачки волноводного С02лазера; РАО -резонансный кольцевой ОАД (схема Капитанова); М - микрофон; С - калориметр; УР - вакуумный насос; АЗ - акустический глушитель, ЕМУ - электромагнитный клапан, Ни - ручной пульт управления

Рисунок А.2.2 - Габаритный чертеж Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «ЬЬОУ-1-2005» (2005; ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН)

Рисунок А.2.5 - Резонансный кольцевой оптико-акустический детектор (схема Капитанова), использованный в Лазерном ОА-газоанализаторе 8Бб «ИОУ-1-2005» (2005)

Рисунок А.2.6 - Процедура проверки работоспособности Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «ЕРПУ-1-2005» (2005)

по его реакции на пары спирта

Приложение А.3 - Схемы и фотографии Лазерного ОА-газоанализатора ББб «LLDV-1-2006» / 2006» (разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН; модель 2006 г.)

Рисунок А.3.1 - Блок-схема Лазерного ОА-газоанализатора SF6 «LLDV-1-2006» / «KARAT-2006»; разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН: RF - ВЧ генератор накачки волноводного CO2 лазера; PAD - резонансный дифференциальный; C - калориметр (измеритель мощности); VP - воздушный насос; Control Unit - контроллер

Рисунок А.3.2 - Габаритный чертеж Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «LLDV-1-2006» / «KARAT-2fЖ»; разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН

Рисунок А.3.3 - Лазерный ОА-газоанализатор SF6 «LLDV-1-2006» / «KARAT-2006»\ разработка ИЛФ СО РАН и ИОА СО РАН

Рисунок А.3.4 - Ручной пульт управления Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «LLDV-1-2006» в рабочих условиях

Рисунок А.3.5 - Волноводный С02 лазер с ВЧ-возбуждением (разработка А.И. Карапузикова, ИЛФ СО РАН), использованный в составе Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «LLDV-1-2006» / «KARAT-2006» (200б г.)

Рисунок А.3.6 - Первый вариант резонансного дифференциального ОАД (модель 2006 г., ИЛФ СО РАН), впервые использованного в составе Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «LLDV-1-2006» / «KARAT-2006»^. акустические резонаторы - 06 х 90 мм; буферные полости - 017 х 8 мм; микрофоны - EM-6050

Приложение А.4 - Фотографии Лазерного ОА-газоанализатора ББб «ЬЬОУ-1-2007» (разработка ИЛФ СО РАН; модель 2007 г.)

Рисунок А.4.1 - Габаритный чертеж Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «1ЮУ-1-2007» (2007 г.); разработка ИЛФ СО РАН

Рисунок А.4.3 - Блок-схема Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «1ЮУ-1-2007» (2007 г.); разработка ИЛФ СО РАН): ОАД-1 -резонансный дифференциальный ОАД (модель 0АД-90); ОАД-2 -отпаянная газонаполненная йг/-ячейка; ПК - компьютер

Рисунок А.4.5 - Два опытных экземпляра Лазерного ОА-газоанализатора SFб «LLDУ-1-2007» (2007 г.) в процессе сборки

Рисунок А.4.2 - Габаритный чертеж Ручного пульта управления Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «LLDУ-1-2007» (2007 г.); разработка ИЛФ СО РАН

Рисунок А.4.4 - Два опытных экземпляра Лазерного ОА-газоанализатора SFб «LLDУ-1-2007» (2007 г.) в процессе сборки, перед отгрузкой Заказчику в Республику Корея

Рисунок А.4.б - Внешний вид Лазерного ОА-газоанализатора SFб «LLDУ-1-2007» (2007 г., разработка ИЛФ СО РАН) с ручным пультом управления (отгужен Заказчику в Республику Корея)

Приложение А.5 - Фотографии Лазерного ОА-газоанализатора ББб (разработка ИЛФ СО РАН; модель 2007 г.)

«КАРАТ.»

Рисунок А.5.1 - Габаритный чертеж Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «КАРАТ» (модель 2007 г., разработка ИЛФ СО РАН), является укороченным вариантом ОА-газоанализатора «LLDV-1-2007» (2007)

Рисунок А. 5.3 - Лазерный ОА-газоанализатор SFб «КАРАТ» (модель 2007 г.); разработка ИЛФ СО РАН

Рисунок А.5.5 - Блок-схема Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «КАРАТ» / «LLDV-1-2007» (модель 2007 г.); разработка ИЛФ СО РАН: ОАД-1 - резонансный дифференциальный ОАД (модель 0АД-90); ОАД-2 -отпаянная газонаполненная ячейка; ПК - компьютер

Рисунок А. 5.2 - Габаритный чертеж Ручного пульта управления Лазерного ОА-газоанализатора 8Бб «КАРАТ» (модель 2007 г., разработка ИЛФ СО РАН), является копией ручного пульта управления ОА-газоанализатора «LLDV-1-2007» (2007)

Рисунок А.5.4 - Лазерный ОА-газоанализатор SFб «КАРАТ» (модель 2007 г.); разработка ИЛФ СО РАН

Рисунок А.5.б - Внешний вид резонансного дифференциального

ОАД (модель 0АД-90), использованного в 2007 г. в составе Лазерного ОА-газоанализатора SFб «КАРАТ» / «LLDV-1-2007» (модели 2007 г.). акустические резонаторы - 08 х 90 мм; буферные полости - 020 х 10 мм; микрофоны - EM-6050

Приложение А.6 - Спецификации лазерных ОА-течеискателей SF6 «KARAT» / «SF6 LaserGasTest»

Параметр Модель «KARAT» (2007 г.) ИЛФ СО РАН Модель «SFe LaserGasTest» (2010 г.) ООО «Специальные технологии»

Внешний вид прибора

Контролируемый газ SFo SFo

Режим детектирования утечки Забор пробы воздуха Забор пробы воздуха

Пороговая чувствительность к SF6, не хуже: - по концентрации - по интенсивности утечки 0,01 ppm 0,02 г/год 0,01 ppm 0,02 г/год

Динамический диапазон, не менее: - по концентрации - по интенсивности утечки 50 ppm 100 г/год 1000 ppm 2000 г/год

Погрешности измерения, не более: - по концентрации SF6 (ppm) - по интенсивности утечки SF6 (г/год) ± 10 % не нормируется ± 10 % не нормируется

Тип детектора Оптико-акустический детектор Оптико-акустический детектор

Источник излучения: - длина волны - средняя мощность, не более CO2 лазер 10,6 мкм 0,5 Вт CO2 лазер 10,6 мкм 0,5 Вт

Готовность к работе после включения, не более 0,5 мин 0,5 мин

Охлаждение Воздушное, естественное Воздушное, естественное

Скорость прокачки пробы воздуха 0,6 л/мин (10 см3/сек) 0,6 л/мин (10 см3/сек)

Время задержки отклика, не более 2 сек 2 сек

Соединение с компьютером USB интерфейс USB интерфейс

Индикация результатов измерений Цифровая, звуковая, графическая Цифровая, звуковая, графическая

Громкость звуковой индикации, не более 80 дБ 80 дБ

Запоминание результатов измерений 999 999

Встроенный аккумулятор Li-ion PA2522U (10,8 В / 8800 мА ч) Li-ion PA2522U (10,8 В / 8800 мА ч)

Напряжение / ток AC/DC адаптера -100...240 В / +19 В; 4,7 А -100...240 В / +19 В; 4,7 А

Гнездо для подключения AC/DC адаптера 02,5 (+) / 05,5 мм 02,5 (+) / 05,5 мм

Потребляемая мощность, не более: - ждущий режим - режим измерения - режим зарядки аккумулятора 1 ВА 15 ВА 50 ВА 1 ВА 15 ВА 50 ВА

Время непрерывной работы на одной зарядке встроенного Li-ion аккумулятора, не менее 6 час 6 час

Время зарядки встроенного Li-ion аккумулятора, не более 4 час 4 час

Длина кабеля/шланга между ТЕЧЕИСКАТЕЛЕМ и пультом управления, не менее 1,35 м 1,35 м

Шланг для забора пробы PUN-4x0.75BL (04 х 0,75 мм) PUN-4x0.75BL (04 х 0,75 мм)

Габаритные размеры, не более: -ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ - пульт управления - длина телескопического зонда - AC/DC адаптер - кейс для переноски 320 х 190 х 115 мм 122 х 60 х 30 мм 700 мм 130 х 50 х 30 мм 460 х 160 х 385 мм 320 х 190 х 115 мм 122 х 60 х 30 мм 220 ... 980 мм 130 х 50 х 30 мм 400 х 254 х 182 мм

Масса, не более: -ТЕЧЕИСКАТЕЛЬ - пульт управления - AC/DC адаптер 4,3 кг 0,2 кг 0,35 кг 4,3 кг 0,2 кг 0,35 кг

Масса брутто, не более: 6,5 кг 6,5 кг

Приложение А.7 - Сертификат соответствия на Лазерный течеискатель «КАРАТ» (создан при определяющем участии соискателя, получен ООО «Специальные технологии» в 2008 г.)

Приложение А.8 - Свидетельство об утверждении типа средства измерений на Лазерный газоанализатор элегаза «SF6 ЛазерГазТест» (получено ООО «Специальные технологии» в 2014 г. на модернизированную модель течеискателя «KARAT», созданную при определяющем участии соискателя; см. Приложение А.6)

Приложение А.9 - Испытание полимерных газонаполненных покрышек высоковольтных изделий с помощью лазерного течеискателя «KARAT» / «SF6 LaserGasTest»»

Рисунок А.9.1 - Испытание макета покрышки ППТЭ-110-4 УХЛ1

на испытательной станции филиала

ООО «АББ Электроинжиниринг»

(г. Екатеринбург, 23.10.2007) [130, 131]

(а) (б)

Рисунок А.9.2 - Испытания полимерных покрышек ППТЭ-110-4 УХЛ1 на территории ЗАО «ФЕНИКС-88» (г. Новосибирск) [130, 131]

(а) (б) (в)

Рисунок А.9.3 - Использование лазерного ОА-течеискателя «KARAT»» («SFöLaserGasTest»») по назначению в производственных условиях (ООО «Эльмаш (УЭТМ)»», г. Екатеринбург, 2015 г.)

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Дополнительные материалы по разработке лазерного ОА-газоанализатора «ЛазерБриз»

Приложение Б.1 - Фотографии узлов и составных частей лазерного ОА-газоанализатора

«ЛазерБриз»

Рисунок Б. 1.1 - Структура и внешний вид лазерного ОА-газоанализатора «ЛазерБриз» в сборе (2013 г.)

Рисунок Б.1.2 - Структура и внешний вид Оптического блока: 1 - оптический изолятор Фарадея; 2 - параметрический генератор света ПГС-1; 3 - параметрический генератор света ПГС-2; 4 - №:УЬР лазер накачки; 5 - моторизованный селектор каналов; 6 - дихроичное зеркало; 7 - измеритель мощности; 8 - плата АЦП; 9 - блок ОА-детекторов (резонансный дифференциальный детектор ОАД-90 +

отпаянная газонаполненная ОА-ячейка)

Приложение Б.2 - Спектры поглощения различных газовых примесей, записанные при использовании ОА-газоанализатора «ЛазерБриз» в режиме «Скан»» [168]

КН (1000 ррт + К2)

| | I | | | I I I I I I I I I I I I I I I | I | М I '- I -'- -!---!

[I й I ( I I I

5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000

Рисунок Б.2.1 - Спектр поглощения аммиака ^Нз)

СН (1000 ррт + К)

£ 0,10

. . .

[

у. г '. ' ! ' .: . . \.

2400 2600 2800 3000 3200 3400 3600 Длина волны, нм

Рисунок Б.2.2 - Спектр поглощения ацетилена (С2Н2)

СН-СО-СН (2000 ррт + N)

——!———!—!—^—I—^—!—!—^—I—^—!__—!—I—I—^———^——!—|

а II

5 0,4- "

^ 0.3" II I

| | I, | _ I | |'"|_I_• I г ; ; I

/т| уЛ/ III

и I и" I I | I I I I | I I М | I I М I I М I I Т I М ]

4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 11000 Длина волны, нм

Рисунок Б.2.3 - Спектр поглощения ацетона (CHз-COO-CHз)

_